JP2004253744A - Device of detaching semiconductor chips and method of detaching semiconductor chips - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、半導体チップの取り外し装置および取り外し方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体実装基板は、一般に、複数の半導体チップを配線基板に実装して構成されている。このような半導体実装基板においては、さらなる高密度実装化が求められており、実装する半導体チップとしても高密度実装に有利なBGA(Ball Grid Array)素子等が使用されるようになっている。
ところで、半導体チップの実装においては、配線基板と半導体チップとの接続不良や、チップ自体に不良があった場合には、不良のある半導体チップを配線基板から取り外し、新たな半導体チップを実装することがある。
【0003】
配線基板から半導体チップを取り外す装置(半導体チップのリペア装置)としては、加熱されたガスによって接合部を溶融させることにより、半導体チップを取り外す装置が提案されている(例えば、特許文献1および特許文献2参照。)。
しかし、この種の半導体チップのリペア装置では、交換すべき半導体チップに近接する正常に接続された半導体チップ(交換を必要としない半導体チップ)や、配線基板にも熱が加わり、交換を必要としない半導体チップの熱劣化や配線基板の熱変形等が生じるという問題がある。
【0004】
【特許文献1】
特開平9−36536号公報
【特許文献2】
特開平11−26929号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、取り外すべき半導体チップを、容易かつ確実に取り外すことができる半導体チップの取り外し装置および半導体チップの取り外し方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の半導体チップの取り外し装置は、半導体チップが実装された配線基板から、前記半導体チップを取り外す半導体チップの取り外し装置であって、
前記半導体チップが実装された配線基板を載置する載置部と、
前記半導体チップと前記配線基板との接合部を切断する線状または帯状の切断部材を備え、前記載置部に対して相対的に移動可能に設けられた装置本体とを有し、
前記切断部材をその長手方向に移動させつつ、前記装置本体を前記載置部に対して、前記切断部材の移動方向とほぼ直交する方向に、相対的に移動させることにより、前記接合部を切断することを特徴とする。
これにより、取り外すべき半導体チップを、容易かつ確実に取り外すことができる。
【0007】
本発明の半導体チップの取り外し装置では、前記切断部材は、環状をなしており、循環可能とされていることが好ましい。
これにより、半導体チップの取り外し装置の小型化を図ることができる。
【0008】
本発明の半導体チップの取り外し装置では、環状の前記切断部材の内側を、前記半導体チップを通過させて、前記接合部を切断することが好ましい。
これにより、取り外すべき半導体チップを選択的に取り外すことが容易となる。
【0009】
本発明の半導体チップの取り外し装置では、前記切断部材は、前記載置部とほぼ直交する平面上で回転可能とされていることが好ましい。
これにより、半導体チップの取り外し装置の小型化を図ることができるとともに、接合部をより正確かつ確実に切断することができる。
【0010】
本発明の半導体チップの取り外し装置では、前記切断部材は、双方向に移動可能とされていることが好ましい。
切断部材の移動方向を周期的に切り替えることにより、接合部をより容易かつ確実に切断することができる。
【0011】
本発明の半導体チップの取り外し装置では、前記切断部材は、複数の前記接合部をほぼ同時に切断可能であることが好ましい。
これにより、半導体チップの短時間での取り外しが可能となる。
【0012】
本発明の半導体チップの取り外し装置では、前記切断部材の前記接合部の切断に用いられる部分は、前記載置部に対してほぼ平行となるよう配設されていることが好ましい。
これにより、接合部をより正確かつ確実に切断することができる。
【0013】
本発明の半導体チップの取り外し装置では、前記切断部材の前記接合部の切断に用いられる部分の長さを、前記半導体チップの寸法に応じて調節する長さ調節手段を有することが好ましい。
これにより、取り外すべき半導体チップを選択的に取り外すことが容易となる。
【0014】
本発明の半導体チップの取り外し装置では、前記切断部材の前記接合部の切断に用いられる部分の前記載置部からの高さを、前記配線基板の厚さに応じて調節する高さ調節手段を有することが好ましい。
これにより、各種サイズ(種類)の配線基板(半導体実装基板)への対応が可能となる。
【0015】
本発明の半導体チップの取り外し装置では、前記切断部材の張力を調節する張力調節手段を有することが好ましい。
これにより、切断部材を円滑に移動(回転)させることができる。
【0016】
本発明の半導体チップの取り外し装置では、前記装置本体の前記載置部に対する相対的な移動距離を、前記半導体チップの寸法に応じて調節する移動距離調節手段を有することが好ましい。
これにより、取り外すべき半導体チップを選択的に取り外すことが容易となる。
【0017】
本発明の半導体チップの取り外し装置では、前記切断部材を冷却する冷却手段を有することが好ましい。
これにより、接合部をより確実に切断することができる。
【0018】
本発明の半導体チップの取り外し装置では、前記切断部材の表面には、微小な凹凸が形成されていることが好ましい。
これにより、接合部をより容易かつ確実に切断することができる。
【0019】
本発明の半導体チップの取り外し装置では、前記切断部材の表面には、砥粒が付着されていることが好ましい。
これにより、比較的硬度の高い接合部であっても容易に切断することができる。
【0020】
本発明の半導体チップの取り外し装置では、前記砥粒は、金属砥粒および/またはダイヤモンド砥粒であることが好ましい。
これらのものは、硬度が高く、また、切断部材の表面へ付着させるのが比較的容易である。
【0021】
本発明の半導体チップの取り外し装置では、前記砥粒は、電着により前記切断部材の表面に付着されていることが好ましい。
電着によれば、砥粒を切断部材の表面により強固に付着させることができる。
【0022】
本発明の半導体チップの取り外し装置では、前記接合部は、主としてろう材で構成されていることが好ましい。
本発明は、かかる材料で構成される接合部を切断する場合に好適に適用される。
【0023】
本発明の半導体チップの取り外し装置では、前記ろう材は、半田または鉛フリー半田であることが好ましい。
本発明は、かかる材料で構成される接合部を切断する場合に好適に適用される。
【0024】
本発明の半導体チップの取り外し方法は、本発明の半導体チップの取り外し装置を用いて、半導体チップが実装された配線基板から、前記半導体チップを取り外すことを特徴とする。
これにより、取り外すべき半導体チップを、容易かつ確実に取り外すことができる。
【0025】
本発明の半導体チップの取り外し方法は、半導体チップが実装された配線基板から、前記半導体チップを取り外す半導体チップの取り外し方法であって、
前記半導体チップと前記配線基板との接合部を切断する線状または帯状の切断部材を、その長手方向に移動させつつ、前記切断部材を前記半導体チップに対して、前記切断部材の移動方向とほぼ直交する方向に、相対的に移動させることにより、前記接合部を切断することを特徴とする。
これにより、取り外すべき半導体チップを、容易かつ確実に取り外すことができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の半導体チップの取り外し装置および半導体チップの取り外し方法を詳細に説明する。
本発明の半導体チップの取り外し装置および半導体チップの取り外し方法は、半導体チップが実装された配線基板から、半導体チップを取り外すものである。
【0027】
本発明における半導体チップには、ベアチップおよび半導体パッケージのいずれのものをも含む。
以下では、本発明の半導体チップの取り外し装置および半導体チップの取り外し方法を、半導体チップのリペア装置および半導体チップのリペア方法に適用した場合を代表に説明する。
【0028】
<第1実施形態>
まず、半導体チップのリペア装置の第1実施形態について説明する。
図1は、半導体チップのリペア装置の第1実施形態を示す斜視図、図2および図3は、それぞれ、図1に示す半導体チップのリペア装置が備えるワイヤ駆動機構の構成を示す模式図、図4は、図1に示す半導体チップのリペア装置の正面図、図5は、図1に示す半導体チップのリペア装置の側面図、図6は、図1に示す半導体チップのリペア装置の上面図である。なお、各図では、図が煩雑となるのを避けるため一部の部材を省略している。
【0029】
また、以下の説明では、図1〜図6(図7〜図12においても同様)中、X軸方向を「左右方向」、Y軸方向を「前後方向」、Z軸方向を「上下方向」と言う。
各図に示す半導体チップのリペア装置1(以下、単に「リペア装置1」と言う。)は、載置部2と、装置本体3と、装置本体移動機構4とを有している。
【0030】
載置部2は、板状の部材で構成され、その上面が、半導体チップが実装された配線基板(半導体実装基板)を載置する載置面20を構成する。
装置本体3は、ワイヤ30と、ワイヤ30を駆動(移動)するワイヤ駆動機構31と、ワイヤ駆動機構31を支持する支持部32とを有している。
【0031】
ワイヤ(線状の切断部材)30は、半導体チップと配線基板との接合部(以下、単に「接合部」と言う。)を切断するものである。このワイヤ30は、その表面に微小な凹凸が形成されているものが好ましい。これにより、接合部をより容易かつ確実に切断することができる。ワイヤ30の表面の凹凸は、ワイヤ30の表面に、例えば、サンドブラスト、ショットブラスト、酸処理等による方法や、1本または複数本の金属線を撚ること等で形成することができる。
このワイヤ30の構成材料としては、例えば、銅線、アルミニウム線、アルミニウム合金線、ステンレス鋼線、タングステン線、タングステン合金線等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0032】
また、ワイヤ30には、接合部の構成材料等に応じて、その表面に砥粒が付着されているものを用いることもできる。これにより、比較的硬度の高い接合部であっても容易に切断することができる。
この砥粒としては、Ni、Ti、Wのような金属を主とする金属砥粒、ダイヤモンド砥粒、アルミナ等の酸化物系、炭化物系のようなセラミックスを主とするセラミックス砥粒等が挙げられるが、これらの中でも、金属砥粒またはダイヤモンド砥粒が好ましい。これらのものは、硬度が高く、また、ワイヤ30の表面へ付着させるのが比較的容易である。なお、ワイヤ30の表面には、金属砥粒およびダイヤモンド砥粒の双方を付着させるようにしてもよい。
【0033】
砥粒は、例えば、電着、焼結等により、ワイヤ30の表面に付着させることができるが、特に、電着により、ワイヤ30の表面に付着させることが好ましい。電着によれば、砥粒をワイヤ30の表面により強固に付着させることができる。
なお、切断部材としては、線状のもの(ワイヤ30)に代わり、帯状のもの(例えばベルト、バンド等)を用いることもできる。このような帯状の切断部材を用いても、前述したようなワイヤ30と同様の効果が得られる。
【0034】
ワイヤ駆動機構31は、図1〜図3に示すように、第1滑車311〜第5滑車315と、第1滑車311を回転駆動する駆動モータ318とを有し、環状のワイヤ30は、第1滑車311〜第5滑車315に亘って掛け渡されている。
第1滑車311は、駆動モータ318の回転軸318cに固定(固着)されており、駆動モータ318により、直接、回転駆動される。
【0035】
この駆動モータ318が回転駆動することにより、第1滑車311が回転し、ワイヤ30がその長手方向に回転(循環)する。ワイヤ30は、直線状のものを使用することができるが、環状のワイヤ30を循環させる構成とすることにより、リペア装置1の小型化を図ることができる。
本実施形態では、駆動モータ318は、図2および図3に示すように、時計回り(PL方向)および反時計回り(PR方向)の双方向に回転可能なモータで構成されている。これにより、ワイヤ30も、時計回り(L方向)および反時計回り(R方向)の双方向に回転可能(移動可能)となっている。このように、ワイヤ30が双方向に回転可能な構成とし、ワイヤ30の回転方向を周期的に切り替えることにより、接合部をより容易かつ確実に切断することができる。なお、駆動モータ318(ワイヤ30)は、一方向にのみ回転可能なものであってもよい。
【0036】
このワイヤ駆動機構31は、支持部32により支持されている。これにより、ワイヤ駆動機構31に装着されたワイヤ30は、装置本体3に支持されている。支持部32は、図1〜図4に示すように、筐体321と、一対の支柱322、323とを有している。
筐体321には、図5および図6に示すように、第1滑車311と、第1滑車311が固定された駆動モータ318とが収容(収納)されている。筐体321の下面には、前方側に開口(図示せず)が形成されており、この開口に対応して第1滑車311が位置している。また、駆動モータ318は、後述する移動機構71により、筐体321に対して上下方向に移動可能に支持されている。
【0037】
この筐体321には、左右方向に、後述する支柱移動用ネジ61が挿通され、この支柱移動用ネジ61の両端部には、それぞれ、一対のバイス62、62が設けられている。各バイス62の下部には、それぞれ、支柱322、323が固定(固着)され、これにより、一対の支柱322、323が、それぞれ、筐体321に支持されている。
一対の支柱322、323は、それぞれ、図1に示すように、その横断面形状がほぼコ字状をなす部材で構成されている。これらの支柱322、323は、それらの開口部が互いに対向するように、かつ、それらの長手方向が載置面20に対してほぼ垂直となるように配設されている。
【0038】
支柱322の内部には、上方に第2滑車312が位置し、下方に第3滑車313が位置するように収容(収納)され、これらが支柱322に対して回転可能に支持されている。また、支柱323の内部には、上方に第4滑車314が位置し、下方に第5滑車315が位置するように収容(収納)され、これらが支柱323に対して回転可能に支持されている。
【0039】
このような構成により、ワイヤ30は、筐体321と支柱322との間、筐体321と支柱323との間、支柱322と支柱323との間において、その一部が支持部32から露出する。
このうち、ワイヤ30の支柱322と支柱323との間において支持部32から露出する部分により、半導体チップと配線基板との接合部を切断に用いられる部分が構成されている。以下、かかる部分を、「ワイヤ30の切断使用部」と言う。
【0040】
また、第2滑車312と第4滑車314との載置面20からの高さが、ほぼ等しくなるように(ほぼ対称な位置に)配置されている。また、第3滑車313と第5滑車315との載置面20からの高さが、ほぼ等しくなるように(ほぼ対称な位置に)配置され、ワイヤ30の切断使用部が載置面20(載置部2)に対してほぼ平行となるよう配設されている。これにより、接合部をより正確かつ確実に切断することができる。
【0041】
また、第1滑車311〜第5滑車315は、いずれも、載置面20とほぼ直交する平面上に位置するように配置され、ワイヤ30は、載置面20(載置部2)とほぼ直交する平面上で回転可能とされている。これにより、前述したような効果をより向上させることができる。
このような装置本体3は、載置部2に対して相対的に移動可能に設けられている。本実施形態では、載置部2が固定されており、装置本体3が装置本体移動機構4により、載置部2に対して移動可能とされている。
【0042】
この装置本体移動機構4は、図5および図6に示すように、筐体321の下面に固定(固着)されたレール挿入部41と、レール挿入部41の後方に載置部2から上方に向かって立設する壁部42と、装置本体移動用ネジ43とを有している。
レール挿入部41の上面には、装置本体移動用ネジ43の前端部が挿入されるネジ装着部44が固定(固着)され、また、壁部42の上面には、装置本体移動用ネジ43が挿通されるネジ挿入部45が固定(固着)されている。
【0043】
ネジ挿入部45には、貫通孔451が形成され、この貫通孔451の内面には、装置本体移動用ネジ43のネジ山に対応するネジ溝が形成されている。また、ネジ装着部44には、ネジ挿入部45の貫通孔451との同軸上に、凹部441が形成されている。
装置本体移動用ネジ43は、ネジ挿入部45の貫通孔451に螺合させつつ挿通され、また、その前端部がネジ装着部44の凹部441に挿入(装着)されている。これにより、装置本体移動用ネジ43は、その軸を中心として回転可能となっている。
【0044】
また、装置本体移動用ネジ43の後端部には、装置本体移動用ネジ43を回動操作する操作ハンドル461を備える操作部46が設けられており、この操作ハンドル461を手動で回転操作することにより、装置本体移動用ネジ43をその軸を中心として回転させることができる。
また、壁部42の前面には、4本のガイドレール47が、壁部42から前方に向かって突出して設けられている。これらのガイドレール47は、それぞれ、壁部42に対してほぼ垂直となっている。一方、レール挿入部41の後面82には、各ガイドレール47との同軸となるように、4つの穴部411が形成され、各ガイドレール47は、それぞれ、対応する穴部411に挿入されている。
【0045】
このような装置本体移動機構4では、装置本体移動用ネジ43が回転操作されると、装置本体3が装置本体移動用ネジ43およびガイドレール47に沿って、前後方向に移動する。これにより、装置本体3に設けられたワイヤ30も前後方向に移動する。また、図5および図6に示すように、ワイヤ30は、その回転方向が、装置本体3の載置部2に対する移動方向に対してほぼ垂直となるよう配設されている。
【0046】
ワイヤ30を回転(その長手方向に移動)させつつ、装置本体3を載置部2に対して、ワイヤ30の回転方向(移動方向)とほぼ直交する方向に移動させ、ワイヤ30の内側に半導体チップを通過させることにより、接合部を切断することができる。このような構成により、取り外すべき半導体チップを選択的に取り外すことが容易となる。
また、このとき、ワイヤ30は、複数の接合部をほぼ同時に切断する。これにより、半導体チップの短時間での取り外しが可能となる。
このようなリペア装置1は、ワイヤ30の切断使用部の長さを、半導体チップの寸法(左右方向の長さ)に応じて調節する長さ調節手段6を有している。
【0047】
本実施形態では、長さ調節手段6は、支柱322と支柱323とを接近および離間させることにより、ワイヤ30の切断使用部の長さを調節するよう構成されている。
具体的には、長さ調節手段6は、図4に示すように、筐体321に挿通された支柱移動用ネジ61と、支柱移動用ネジ61の両端部に設けられた一対のバイス62、62と、支柱移動用ネジ61とほぼ平行となるよう配設され、各バイス62に挿通されたガイドレール63と、支柱移動用ネジ61の外周、かつ、筐体321とバイス62との間に設けられた一対のコイルバネ64、64とで構成されている。
【0048】
支柱移動用ネジ61は、中央部を境にして、一方の側が右ネジ61R、他方の側が左ネジ61Lとされている。すなわち、この支柱移動用ネジ61の表面には、左右で逆ネジとなるように、ネジ山が形成されている。
また、各バイス62には、それぞれ、左右方向に貫通する第1貫通孔621と第2貫通孔622とが形成されている。第1貫通孔621は、バイス62の上方に、また、第2貫通孔622は、バイス62の下方に形成されている。
【0049】
各第1貫通孔621の内面には、それぞれ、支柱移動用ネジ61のネジ山に対応するネジ溝が形成されている。
各第1貫通孔621には、それぞれ、支柱移動用ネジ61の端部が螺合させつつ、挿通されている。また、各第2の貫通孔622には、それぞれ、ガイドレール63の端部が挿通されている。
【0050】
この長さ調節手段6では、支柱移動用ネジ61を、その軸を中心として回転させる操作を行うと、バイス62、62が、それぞれ、支柱移動用ネジ61およびガイドレール63に沿って左右方向に移動する。これに追従して、支柱322、323も左右方向に移動する。このとき、支柱移動用ネジ61は、両側で逆ネジの関係となっているので、支柱移動用ネジ61を一方向へ回転させる操作を行うことにより、一対の支柱322、323は、互いに接近および離間する方向に移動する。これにより、支柱322と支柱323との距離が変化する。
【0051】
したがって、支柱移動用ネジ61を回転させる回数、角度や、方向を適宜選択することにより、支柱322と支柱323との距離(ワイヤ30の切断使用部の長さ)を所望の長さに調節することができる。
すなわち、支柱322および支柱323が、図2に示す位置にあるとき、ワイヤ30の切断使用部の長さはL1である。この状態から、図3に示すように、支柱322と支柱323とが接近するように移動させる操作を行うと、ワイヤ30の切断使用部の長さは、前記L1より短い長さのL2となる。
【0052】
このように、長さ調節手段6によりワイヤ30の切断使用部の長さを調節することにより、取り外すべき半導体チップを選択的に取り外すことが容易となる。
なお、支柱322と支柱323とが接近した状態(図3に示す状態)では、各コイルバネ64が圧縮状態となっており、各バイス62は、筐体321から離間する方向へ付勢されている。このため、支柱322と支柱323とを離間させる操作を行う場合は、かかる操作を円滑に行うことができる。
また、以上のように、長さ調節手段6により、ワイヤ30の切断使用部の長さを調節すると、ワイヤ30全体が必要以上に弛緩および緊張する場合がある。リペア装置1には、このようなワイヤ30の弛緩および緊張を軽減する手段、すなわち、ワイヤ30の張力を調節する張力調節手段7が設けられている。
【0053】
張力調節手段7は、図1、図5および図6に示すように、駆動モータ318(第1滑車311)を上下方向に移動させる移動機構71と、ワイヤ30に押圧力を付与する押圧力付与機構72とで構成されている。
移動機構71は、ボルト711とナット712とで構成されている。ボルト711は、その下端が駆動モータ318の上面に固着(固定)され、その上端側は、筐体321の上面から突出している。
【0054】
このボルト711の筐体321からの突出部には、ナット712が螺合により装着されている。ナット712の下面が筐体321の上面に当接した状態を維持しつつ、ナット712をボルト711に対して回転させることにより、ボルト711は、筐体321に対して上下方向に移動する。このボルト711の上下方向への移動に伴って、駆動モータ318(第1滑車311)が上下方向に移動する。
【0055】
また、本実施形態では、押圧力付与機構72が2つ設けられている。各押圧力付与機構72は、それぞれ、筐体321と各支柱322、323との間において、支持部32から露出するワイヤ30を、内側かつ下方に向かって押圧するよう構成されている。
各押圧力付与機構72は、それぞれ、ワイヤ30を押圧する滑車721と、一端部において滑車721を回転可能に支持するアーム722と、筐体321の前面に前方に向かって突出して設けられ、アーム722の他端部を回転可能に支持するボルト723と、このボルト723に螺合により装着されたナット724とで構成されている。
【0056】
このような構成により、アーム722がボルト723を中心として回転することにより、滑車721は、ボルト723を中心として、ワイヤ30に接近および離間する。
また、ナット724を回転操作して、ボルト723に沿って筐体321に接近するよう移動させ、ナット724と筐体321とでアーム722を挟持することにより、アーム722を所望(ボルト723を中心とした円周上)の位置で固定することができる。
【0057】
前述した長さ調節手段6により、ワイヤ30の切断使用部の長さを、図2に示す長さL1から図3に示す長さL2に短くすると、ワイヤ30に弛みが生じる。
このとき、ナット712を回転操作して、ボルト711を上方に移動させると、これに追従して、駆動モータ318が上方に移動する。駆動モータ318の上方への移動により、これに固定された第1滑車311も上方へ移動し、ワイヤ30が上方へ引っ張られる。
また、このとき、各押圧力付与機構72の滑車721を、それぞれ、ワイヤ30に当接させるとともに、ナット724と筐体321とでアーム722を挟持することにより、アーム722を固定する。
【0058】
以上のようにして、ワイヤ30の弛みが解消される。すなわち、ワイヤ30の張力が調節される。これにより、ワイヤ30を円滑に回転(移動)させることができる。
さらに、このようなリペア装置1は、装置本体3の載置部2に対する移動距離を、半導体チップの寸法(前後方向の長さ)に応じて調節する移動距離調節手段8を有している。
【0059】
移動距離調節手段8は、図6に示すように、ガイドレール47の長手方向(前後方向)に沿って形成された目盛り81と、レール挿入部41の後面82とで構成されている。
この移動距離調節手段8では、レール挿入部41の後面82を、目盛り81の「0」の位置に一致させておき、装置本体移動機構4を操作してレール挿入部41をガイドレール47に沿って後方に移動させる。そして、レール挿入部41の後面82を所望の目盛り81に対応した位置で停止させることにより、レール挿入部41(すなわち、装置本体3)の移動距離を調節(規制)することができる。これにより、取り外すべき半導体チップを選択的に取り外すことが容易となる。
【0060】
次に、このようなリペア装置1の作用(使用方法)の一例、すなわち、半導体チップのリペア方法の一例について説明する。なお、以下では、半導体チップとしてBGA素子100が実装された配線基板200から、BGA素子100を取り外す場合を代表に説明する。
図1に示すように、BGA素子100は、その配線基板200側の面にボールバンプ110がアレイ状に配設されている。このBGA素子100は、ボールバンプ110を介して配線基板200の上面に形成された配線パターン(図示せず)の一部に接続されている。ボールバンプ110は、BGA素子100と配線基板200との接合部が構成される。
【0061】
[1] まず、長さ調節手段6により、ワイヤ30の切断使用部の長さを、取り外すべきBGA素子100の寸法(幅)に合わせて調節する。具体的には、支柱移動用ネジ61を回転操作することにより、支柱322と支柱323との距離をBGA素子100の幅よりも若干大きくなるように調節する。
また、レール挿入部41の後面82が、ガイドレール47に形成された目盛り81の「0」に位置するように位置合せする。
【0062】
[2] 次に、BGA素子100を有する半導体実装基板300を、載置部2の載置面20上の所定位置に載置する。具体的には、図1に示すように、BGA素子100の一辺において、ワイヤ30の切断使用部がBGA素子100と配線基板200との間に位置するように、半導体実装基板300を載置面20上に載置する。
[3] 次に、ワイヤ駆動機構31の駆動モータ318をオンにする。駆動モータ318をオンにすると、第1滑車311が回転駆動され、この第1滑車311の回転によりワイヤ30が回転する。このとき、ワイヤ30は、支柱322と支柱323との間では、左右方向に移動する。
【0063】
[4] 次に、操作ハンドル461を手で把持して、装置本体移動用ネジ43の回転操作を行って、装置本体3を載置部2に対して、ワイヤ30の回転方向(移動方向)とほぼ直交する方向(図1では、後方向)に移動させる。これにより、ボールバンプ110は、ワイヤ30の切断使用部により、前方のものから順次切断され、配線基板200からBGA素子100が取り外される。
また、この操作を、ガイドレール47に形成された目盛り81を確認しつつ行い、装置本体3をBGA素子100の寸法(長さ)より若干長い距離移動させた時点で終了する。これにより、取り外すべきBGA素子100のみを正確に配線基板100から取り外すことができる。
【0064】
[5] 次に、配線基板200のBGA素子100が取り外された部分に、新たなBGA素子100を実装する。これにより、リペアされた半導体実装基板300が得られる。
このようなリペア装置1では、ボールバンプ(接合部)110を、熱溶融させるのではなく、ワイヤ30により切断するので、取り外すべきBGA素子(半導体チップ)100を、配線基板200に熱負荷を与えることなく、確実に取り外すことができる。また、配線基板200に、BGA素子100以外の他の半導体チップ(能動素子)が実装されている場合には、BGA素子100に近接する他の半導体チップに熱負荷を与えることも防止される。
【0065】
ここで、ワイヤ30により切断される接合部は、いかなる材料で構成されるものであってもよいが、ろう材を主材料として構成されるものが好ましく、特に、半田または鉛フリー半田を主材料とするものがより好ましい。なお、鉛フリー半田とは、実質的に鉛を含まないか、または、鉛を含む場合でも、その含有量が極めて少ない半田のことを言う。かかる材料で構成される接合部は、ワイヤ30で比較的容易に切断することができる。換言すれば、本発明は、ろう材(特に、半田または鉛フリー半田)を主材料とする端子を有する半導体チップ(BGA素子、CSP素子等)が、この端子を介して実装された配線基板から、かかる半導体チップを取り外す場合に好適に適用される。
【0066】
また、リペア装置1では、ワイヤ30の切断使用部の長さや、装置本体3の載置部2に対する移動距離を、取り外すべきBGA素子(半導体チップ)100の寸法に応じて調節することができるので、BGA素子100の寸法にかかわらず、確実かつ正確に取り外すことができる。
なお、図示の構成では、装置本体移動機構4は、手動により操作されるものであったが、装置本体移動機構4は、装置本体移動用ネジ43の回転操作がモータにより行われる構成であってもよい。この場合、装置本体移動機構4に、移動距離調節手段8としてリミットスイッチを設け、これにより、装置本体3の移動距離を調節する構成とすることができる。
【0067】
<第2実施形態>
次に、半導体チップのリペア装置の第2実施形態について説明する。
図7は、半導体チップのリペア装置の第2実施形態が備える長さ調節手段の構成を示す模式図である。
以下、第2実施形態について説明するが、前記第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第2実施形態では、ワイヤ30の切断使用部の長さを調節する長さ調節手段の構成が異なること以外は、前記第1実施形態と同様である。
【0068】
すなわち、第2実施形態では、長さ調節手段6Aが、移動可能に設けられた支柱322を、固定された支柱323に対して接近および離間させることにより、ワイヤ30の切断使用部の長さを調節することができる。
第2実施形態の長さ調節手段6Aは、筐体321の支柱322側の側面(図7中、左側面)に設けられた支柱移動用ネジ61Aと、支柱移動用ネジ61Aの支柱322側の端部に設けられたバイス62Aと、支柱移動用ネジ61Aとほぼ平行となるよう配設され、バイス62Aに挿通されたガイドレール63Aと、ガイドレール63Aの外周、かつ、筐体321とバイス62Aとの間に設けられたコイルバネ65とで構成されている。
【0069】
支柱移動用ネジ61Aは、その軸を中心として、筐体321に対して回転可能に支持されている。ガイドレール63Aは、支柱移動用ネジ61Aの下方であって、筐体321の支柱322側の側面に固定(固着)されている。
また、バイス62Aには、左右方向に貫通する第1貫通孔621Aと第2貫通孔622Aとが形成されている。第1貫通孔621Aは、バイス62Aの上方に、また、第2貫通孔622Aは、バイス62Aの下方に形成されている。
【0070】
第1貫通孔621Aの内面には、支柱移動用ネジ61Aのネジ山に対応するネジ溝が形成されている。
この第1貫通孔621Aには、支柱移動用ネジ61Aの端部が螺合させつつ、挿通されている。また、第2貫通孔622Aには、ガイドレール63Aの端部が挿通されている。
【0071】
この長さ調節手段6Aでは、支柱移動用ネジ61Aを回転させる操作を行うと、バイス62Aが、支柱移動用ネジ61Aおよびガイドレール63Aに沿って左右方向に移動する。これに追従して、支柱322も左右方向に移動する。
なお、支柱322が支柱323に接近した状態では、コイルバネ65が圧縮状態となり、バイス62Aは、筐体321から離間する方向へ付勢されている。このため、支柱322を支柱323から離間させる操作を行う場合は、かかる操作を円滑に行うことができる。
【0072】
このような構成の長さ調節手段6Aを有するリペア装置1においても、前記第1実施形態と同様の作用・効果が得られる。
また、長さ調節手段6Aは、一方の支柱322の移動のみで、支柱322と支柱323との距離を変化させる構成とされているので、リペア装置1の構成を簡素化させることができ、部品点数の削減に有利である。
【0073】
<第3実施形態>
次に、半導体チップのリペア装置の第3実施形態について説明する。
図8は、半導体チップのリペア装置の第3実施形態が備える長さ調節手段の構成を示す模式図である。
以下、第3実施形態について説明するが、前記第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第3実施形態では、ワイヤ30の切断使用部の長さを調節する長さ調節手段の構成が異なること以外は、前記第1実施形態と同様である。
【0074】
すなわち、第3実施形態では、長さ調節手段6Bが、移動可能に設けられた支柱322を、固定された支柱323に対して接近および離間させることにより、ワイヤ30の切断使用部の長さを調節することができる。
第3実施形態の長さ調節手段6Bは、筐体321の支柱322側の側面(図8中、左側面)に固定(固着)された支柱移動用ネジ61Bと、支柱移動用ネジ61Bの支柱322側の端部に設けられたバイス62Bと、支柱移動用ネジ61Bとほぼ平行となるよう配設され、バイス62Bに挿通されたガイドレール63Bと、ガイドレール63Bの外周、かつ、筐体321とバイス62Bとの間に設けられたコイルバネ65と、支柱移動用ネジ61Bが螺合させつつ挿通されたダイヤルゲージ(操作部材)66とで構成されている。
【0075】
ガイドレール63Bは、支柱移動用ネジ61Bの下方であって、筐体321の支柱322側の側面に固定(固着)されている。
また、バイス62Bには、左右方向に貫通する第1貫通孔621Bと第2貫通孔622Bとが形成されている。第1貫通孔621Bは、バイス62Bの上方に、また、第2貫通孔622Bは、バイス62Bの下方に形成されている。
【0076】
第1貫通孔621Bには、支柱移動用ネジ61Bの端部が挿通され、また、第2貫通孔622Bには、ガイドレール63Bの端部が挿通されている。
また、支柱移動用ネジ61Bがバイス62Bから突出する端部には、ダイヤルゲージ66が設けられている。ダイヤルゲージ66は、ダイヤルゲージ66が支柱移動用ネジ61Bの軸方向に沿って移動した距離を表示し得る機能を有している。
【0077】
この長さ調節手段6Bでは、ダイヤルゲージ66を支柱移動用ネジ61Bに対して回転させる操作を行うと、ダイヤルゲージ66が支柱移動用ネジ61Bの軸に沿って移動する。ダイヤルゲージ66を右方向に移動させると、バイス62Bがダイヤルゲージ66に押圧され、右方向に移動する。一方、ダイヤルゲージ66を左方向に移動させると、バイス62Bは、コイルバネ65に押圧され、左方向へ移動する。このバイス62Bの左右方向への移動に追従して、支柱322も左右方向に移動する。
【0078】
なお、バイス62Bは、常にコイルバネ65により左方向へ付勢されているため、ダイヤルゲージ66の移動量に対応した移動量だけ移動することとなる。このため、ダイヤルゲージ66に表示された数値を確認することにより、支柱322(バイス62B)の移動量を把握することができ、ワイヤ30の切断使用部の長さ調節をより正確に行うことができる。
【0079】
このような構成の長さ調節手段6Bを有するリペア装置1においても、前記第1実施形態と同様の作用・効果が得られる。
また、長さ調節手段6Bは、一方の支柱322の移動のみで、支柱322と支柱323との距離を変化させる構成とされているので、リペア装置1の構成を簡素化させることができ、部品点数の削減に有利である。
【0080】
<第4実施形態>
次に、半導体チップのリペア装置の第4実施形態について説明する。
図9は、半導体チップのリペア装置の第4実施形態が備えるワイヤ駆動機構の構成を示す模式図である。
以下、第4実施形態について説明するが、前記第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第4実施形態では、ワイヤ30を駆動させるワイヤ駆動機構の構成が異なること以外は、前記第1実施形態と同様である。
【0081】
すなわち、第4実施形態では、ワイヤ駆動機構31Aが、第2滑車312および第4滑車314を欠くこと以外は、前記ワイヤ駆動機構31と同様である。
このような構成のワイヤ駆動機構31Aを有するリペア装置1においても、前記第1実施形態と同様の作用・効果が得られる。
また、ワイヤ駆動機構31Aは、3つの滑車のみを用いる構成とされているので、リペア装置1の構成を簡素化させることができ、部品点数の削減に有利である。
【0082】
<第5実施形態>
次に、半導体チップのリペア装置の第5実施形態について説明する。
図10は、半導体チップのリペア装置の第5実施形態が備える載置部の構成を示す模式図である。
以下、第5実施形態について説明するが、前記第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【0083】
第5実施形態では、装置本体3が固定されており、載置部2が装置本体3に対して移動可能とされていること以外は、前記第1実施形態と同様である。
図10に示す載置部2は、Yステージ21とXステージ22とを有している。
Yステージ21は、Y基台211と、Y基台移動用ネジ212と、Y基台移動用ネジ212を回転駆動する駆動モータ213と、一対のガイドレール214、214とを有している。
【0084】
Y基台211には、左右方向に貫通する3つの貫通孔が並設されており、このうち中央の貫通孔には、Y基台移動用ネジ212のネジ山に対応するネジ溝が形成されている。このネジ溝が形成された貫通孔には、Y基台移動用ネジ212が螺合させつつ挿通されている。また、他の貫通孔には、それぞれガイドレール214、214が挿通されている。
【0085】
Xステージ22は、Yステージ21のY基台211上に載置されたX基台221と、X基台移動用ネジ222と、X基台移動用ネジ222を回転駆動する駆動モータ223と、一対のガイドレール224、224とを有している。本実施形態の載置部2では、X基台221の上面が、半導体チップが実装された配線基板(半導体実装基板)が載置される載置面20を構成する。
【0086】
X基台221には、前後方向に貫通する3つの貫通孔が並設されており、このうち中央の貫通孔には、X基台移動用ネジ222のネジ山に対応するネジ溝が形成されている。このネジ溝が形成された貫通孔には、X基台移動用ネジ222が螺合させつつ挿通されている。また、他の貫通孔には、それぞれガイドレール224、224が挿通されている。
【0087】
この載置部2では、X基台移動用ネジ222を回転操作することにより、X基台221がX基台移動用ネジ222およびガイドレール224、224に沿って前後方向に移動する。また、Y基台移動用ネジ212を回転操作することによって、Y基台211が左右方向に移動し、このY基台211に載置されているXステージ22も左右方向に移動する。
【0088】
したがって、X基台移動用ネジ222およびY基台移動用ネジ212の回動操作を組み合わせることにより、X基台221を2次元的に移動操作することができる。
このような構成の載置部2を有するリペア装置1においても、前記第1実施形態と同様の作用・効果が得られる。
なお、載置部2は、前後方向および左右方向の他に、さらに上下方向に移動操作する移動機構を備えるものであってもよい。
【0089】
<第6実施形態>
次に、半導体チップのリペア装置の第6実施形態について説明する。
図11は、半導体チップのリペア装置の第6実施形態が備える高さ調節手段の構成を示す模式図である。
以下、第6実施形態について説明するが、前記第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第6実施形態では、ワイヤ30の切断使用部の載置面20からの高さを、配線基板の厚さに応じて調節する高さ調節手段9が装置本体3に設けられていること以外は、前記第1実施形態と同様である。
【0090】
すなわち、第6実施形態では、第3滑車313および第5滑車315が、それぞれ、支柱322、323に対して上下方向の所望の位置に固定し得るよう構成され、これにより、ワイヤ30の切断使用部の載置面20からの高さを調節可能となっている。
【0091】
本実施形態では、第3滑車313および第5滑車315は、それぞれ、回転軸313cおよび315cを中心として回転可能とされている。
支柱322、323の前面および後面には、それぞれ、上下方向に長い長孔327が形成されており、この長孔327には、それぞれ、回転軸313cおよび315cの端部が挿通されている。これにより、回転軸313cおよび315cを長孔327に沿って上下方向に移動させることにより、第3滑車313および第5滑車315を、支柱322、323に対して上下方向に移動させることができる。
【0092】
また、回転軸313cおよび315cの支柱322、323から突出する突出部の周面には、ネジ山が形成されている。この突出部には、それぞれ、ナット328が螺合により装着されている。
各ナット328を回転操作して、回転軸313c、315cに沿って支柱322、323に接近するよう移動させ、各ナット328を支柱322、323に圧接させることにより、回転軸313c、315cを支柱322、323の上下方向における所望の位置で固定することができる。
【0093】
すなわち、本実施形態では、高さ調節手段9は、回転軸313c、315cと、支柱322、323と、長孔327と、ナット328とで構成されている。
高さ調節手段9を設けることにより、各種サイズ(種類)の配線基板(半導体実装基板)への対応が可能となる。
このような構成の高さ調節手段9を有するリペア装置1においても、前記第1実施形態と同様の作用・効果が得られる。
【0094】
<第7実施形態>
次に、半導体チップのリペア装置の第7実施形態について説明する。
図12は、半導体チップのリペア装置の第7実施形態が備える冷却手段の構成を示す模式図である。
以下、第7実施形態について説明するが、前記第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第7実施形態では、ワイヤ30を冷却する冷却手段10を有すること以外は、前記第1実施形態と同様である。
【0095】
図12に示すように、冷却手段10は、エアー(気体)をワイヤ30に噴射する噴射ノズル11と、エアーを噴射ノズル11に供給するポンプ(気体供給手段)12と、噴射ノズル11とポンプ12とを接続するチューブ(ライン)13とで構成されている。
本実施形態では、2つの噴射ノズル11が、それぞれ、支柱322、323の内面に固定(固着)されている。
【0096】
冷却手段10を設けることにより、ワイヤ30により接合部を切断する際に生じる摩擦熱によって、ワイヤ30が加熱されるのを防止することができる。このため、ワイヤ30の耐久性を向上させることができる。また、接合部がろう材を主材料として構成される場合には、この接合部が溶融・再接合されるのを防止することができ、接合部をより確実に切断することができる。
このような構成の冷却手段10を有するリペア装置1においても、前記第1実施形態と同様の作用・効果が得られる。
【0097】
以上、半導体チップのリペア装置および半導体チップのリペア方法について、図示の実施形態に基づいて説明したが、これらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
また、半導体チップのリペア装置は、各前記実施形態のうちの任意の2以上の構成を組み合わせることもできる。
【0098】
また、以上説明したように、本発明によれば、接合部を、熱溶融させるのではなく、ワイヤにより切断するので、取り外すべき半導体チップを、配線基板に熱負荷を与えることなく、確実に取り外すことができる。また、配線基板に、他の半導体チップが実装されている場合には、取り外すべき半導体チップに近接する他の半導体チップに熱負荷を与えることも防止される。このようなことから、本発明の半導体チップの取り外し装置および半導体チップの取り外し方法は、半導体チップのリペア装置および半導体チップのリペア方法に適用するのが好ましいが、その他、環境への影響を配慮して、半導体チップと配線基板とを分別して廃棄する際に使用する装置および方法へ適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】半導体チップのリペア装置の第1実施形態を示す斜視図である。
【図2】図1に示す半導体チップのリペア装置が備えるワイヤ駆動機構の構成を示す模式図である。
【図3】図1に示す半導体チップのリペア装置が備えるワイヤ駆動機構の構成を示す模式図である。
【図4】図1に示す半導体チップのリペア装置の正面図である。
【図5】図1に示す半導体チップのリペア装置の側面図である。
【図6】図1に示す半導体チップのリペア装置の上面図である。
【図7】半導体チップのリペア装置の第2実施形態が備える長さ調節手段の構成を示す模式図である。
【図8】半導体チップのリペア装置の第3実施形態が備える長さ調節手段の構成を示す模式図である。
【図9】半導体チップのリペア装置の第4実施形態が備えるワイヤ駆動機構の構成を示す模式図である。
【図10】半導体チップのリペア装置の第5実施形態が備える載置部の構成を示す模式図である。
【図11】半導体チップのリペア装置の第6実施形態が備える高さ調節手段の構成を示す模式図である。
【図12】半導体チップのリペア装置の第7実施形態が備える冷却手段の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
1‥‥半導体チップのリペア装置 2‥‥載置部 20‥‥載置面 21‥‥Yステージ 211‥‥Y基台 212‥‥Y基台移動用ネジ、213‥‥駆動モータ、214‥‥ガイドレール 22‥‥Xステージ 221‥‥X基台、222‥‥X基台移動用ネジ、223‥‥駆動モータ 224‥‥ガイドレール3‥‥装置本体 30‥‥ワイヤ 31、31A‥‥ワイヤ駆動機構 311‥‥第1滑車 312‥‥第2滑車 313‥‥第3滑車 313c‥‥回転軸 314‥‥第4滑車 315‥‥第5滑車 315c‥‥回転軸 318‥‥駆動モータ 318c‥‥回転軸 32‥‥支持部 321‥‥筐体 322、323‥‥支柱 327‥‥長孔 328‥‥ナット 4‥‥装置本体移動機構 41‥‥レール挿入部 411‥‥穴部 42‥‥壁部 43‥‥装置本体移動用ネジ 44‥‥ネジ装着部 441‥‥凹部 45‥‥ネジ挿入部 451‥‥貫通孔 46‥‥操作部 461‥‥操作ハンドル 47‥‥ガイドレール 6、6A、6B‥‥長さ調節手段 61、61A、61B‥‥支柱移動用ネジ 61R‥‥右ネジ 61L‥‥左ネジ 62、62A、62B‥‥バイス 621、621A、621B‥‥第1貫通孔 622、622A、622B‥‥第2貫通孔 63、63A、63B‥‥ガイドレール 64、65‥‥コイルバネ 66‥‥ダイヤルゲージ 7‥‥張力調節手段 71‥‥移動機構 711‥‥ボルト 712‥‥ナット 72‥‥押圧力付与機構 721‥‥滑車 722‥‥アーム 723‥‥ボルト 724‥‥ナット 8‥‥移動距離調節手段 81‥‥目盛り 82‥‥後面 9‥‥高さ調節手段 10‥‥冷却手段 11‥‥噴射ノズル 12‥‥ポンプ 13‥‥チューブ 100‥‥BGA素子 110‥‥ボールバンプ 200‥‥配線基板 300‥‥半導体実装基板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus and a method for removing a semiconductor chip.
[0002]
[Prior art]
The semiconductor mounting board is generally configured by mounting a plurality of semiconductor chips on a wiring board. In such a semiconductor mounting board, further high-density mounting is required, and as a semiconductor chip to be mounted, a BGA (Ball Grid Array) element or the like which is advantageous for high-density mounting has been used.
By the way, when mounting a semiconductor chip, if there is a connection failure between the wiring board and the semiconductor chip, or if there is a defect in the chip itself, remove the defective semiconductor chip from the wiring board and mount a new semiconductor chip. There is.
[0003]
As an apparatus for removing a semiconductor chip from a wiring board (semiconductor chip repair apparatus), an apparatus for removing a semiconductor chip by melting a bonding portion with a heated gas has been proposed (for example, Patent Document 1 and Patent Document 1). 2).
However, in this type of semiconductor chip repair device, heat is applied to a normally connected semiconductor chip (a semiconductor chip that does not need to be replaced) close to the semiconductor chip to be replaced, and also to a wiring board, which requires replacement. There is a problem that thermal deterioration of the semiconductor chip, thermal deformation of the wiring board, etc. occur.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-9-36536
[Patent Document 2]
JP-A-11-26929
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor chip removing apparatus and a semiconductor chip removing method which can easily and surely remove a semiconductor chip to be removed.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Such an object is achieved by the present invention described below.
The semiconductor chip removal device of the present invention is a semiconductor chip removal device for removing the semiconductor chip from a wiring board on which the semiconductor chip is mounted,
A mounting portion for mounting a wiring board on which the semiconductor chip is mounted,
A linear or band-shaped cutting member for cutting a joint between the semiconductor chip and the wiring board, and an apparatus main body provided to be relatively movable with respect to the mounting section,
While moving the cutting member in the longitudinal direction, the joining portion is cut by relatively moving the device body with respect to the placing section in a direction substantially orthogonal to the moving direction of the cutting member. It is characterized by doing.
Thus, the semiconductor chip to be removed can be easily and reliably removed.
[0007]
In the apparatus for removing a semiconductor chip according to the present invention, it is preferable that the cutting member has an annular shape and is capable of circulation.
Thus, the size of the semiconductor chip removing device can be reduced.
[0008]
In the semiconductor chip removing device of the present invention, it is preferable that the bonding portion is cut by passing the semiconductor chip through the inside of the annular cutting member.
This facilitates the selective removal of the semiconductor chip to be removed.
[0009]
In the apparatus for removing a semiconductor chip according to the present invention, it is preferable that the cutting member is rotatable on a plane substantially orthogonal to the placing section.
This makes it possible to reduce the size of the device for removing the semiconductor chip, and to cut the junction more accurately and reliably.
[0010]
In the apparatus for removing a semiconductor chip according to the present invention, it is preferable that the cutting member is movable in both directions.
By periodically switching the moving direction of the cutting member, the joint can be more easily and reliably cut.
[0011]
In the apparatus for removing a semiconductor chip according to the present invention, it is preferable that the cutting member can cut a plurality of the joints substantially simultaneously.
Thus, the semiconductor chip can be removed in a short time.
[0012]
In the apparatus for removing a semiconductor chip according to the present invention, it is preferable that a portion of the cutting member used for cutting the joining portion is disposed so as to be substantially parallel to the placing portion.
Thereby, the joint can be more accurately and reliably cut.
[0013]
In the semiconductor chip removing device of the present invention, it is preferable that the device has a length adjusting means for adjusting a length of a portion of the cutting member used for cutting the joining portion according to a size of the semiconductor chip.
This facilitates the selective removal of the semiconductor chip to be removed.
[0014]
In the apparatus for removing a semiconductor chip of the present invention, a height adjusting means for adjusting a height of the portion of the cutting member used for cutting the bonding portion from the mounting portion according to the thickness of the wiring board. It is preferred to have.
Accordingly, it is possible to cope with various sizes (types) of wiring boards (semiconductor mounting boards).
[0015]
In the semiconductor chip removing device of the present invention, it is preferable that the semiconductor chip removing device further includes a tension adjusting means for adjusting the tension of the cutting member.
Thereby, the cutting member can be smoothly moved (rotated).
[0016]
In the semiconductor chip removing device of the present invention, it is preferable that the device main body includes a moving distance adjusting means for adjusting a relative moving distance of the device main body with respect to the mounting portion according to a size of the semiconductor chip.
This facilitates the selective removal of the semiconductor chip to be removed.
[0017]
It is preferable that the apparatus for removing a semiconductor chip of the present invention has a cooling means for cooling the cutting member.
Thereby, the joint can be more reliably cut.
[0018]
In the semiconductor chip removing device of the present invention, it is preferable that minute irregularities are formed on the surface of the cutting member.
Thus, the joint can be more easily and reliably cut.
[0019]
In the semiconductor chip removing device of the present invention, it is preferable that abrasive grains are attached to the surface of the cutting member.
This makes it possible to easily cut even a joint having relatively high hardness.
[0020]
In the apparatus for removing a semiconductor chip of the present invention, the abrasive grains are preferably metal abrasive grains and / or diamond abrasive grains.
These have high hardness and are relatively easy to adhere to the surface of the cutting member.
[0021]
In the semiconductor chip removing device of the present invention, it is preferable that the abrasive grains are attached to a surface of the cutting member by electrodeposition.
According to the electrodeposition, the abrasive grains can be more firmly attached to the surface of the cutting member.
[0022]
In the apparatus for removing a semiconductor chip according to the present invention, it is preferable that the joining portion is mainly made of a brazing material.
The present invention is suitably applied when cutting a joint made of such a material.
[0023]
In the semiconductor chip removing device of the present invention, the brazing material is preferably solder or lead-free solder.
The present invention is suitably applied when cutting a joint made of such a material.
[0024]
The method for removing a semiconductor chip according to the present invention is characterized in that the semiconductor chip is removed from the wiring board on which the semiconductor chip is mounted by using the semiconductor chip removing device according to the present invention.
Thus, the semiconductor chip to be removed can be easily and reliably removed.
[0025]
The method for removing a semiconductor chip according to the present invention is a method for removing a semiconductor chip from a wiring board on which the semiconductor chip is mounted, wherein the semiconductor chip is removed.
While moving the linear or band-shaped cutting member for cutting the joint between the semiconductor chip and the wiring board in the longitudinal direction, the cutting member is moved with respect to the semiconductor chip substantially in the moving direction of the cutting member. The joint portion is cut by relatively moving in a direction orthogonal to the joint portion.
Thus, the semiconductor chip to be removed can be easily and reliably removed.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a semiconductor chip removing apparatus and a semiconductor chip removing method according to the present invention will be described in detail.
A semiconductor chip removing apparatus and a semiconductor chip removing method according to the present invention remove a semiconductor chip from a wiring board on which the semiconductor chip is mounted.
[0027]
The semiconductor chip in the present invention includes both a bare chip and a semiconductor package.
Hereinafter, a case where the semiconductor chip removing apparatus and the semiconductor chip removing method of the present invention are applied to a semiconductor chip repair apparatus and a semiconductor chip repair method will be described as a representative.
[0028]
<First embodiment>
First, a first embodiment of a semiconductor chip repair device will be described.
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a semiconductor chip repair device, and FIGS. 2 and 3 are schematic diagrams showing the configuration of a wire drive mechanism provided in the semiconductor chip repair device shown in FIG. 1, respectively. 4 is a front view of the semiconductor chip repair device shown in FIG. 1, FIG. 5 is a side view of the semiconductor chip repair device shown in FIG. 1, and FIG. 6 is a top view of the semiconductor chip repair device shown in FIG. is there. In addition, in each drawing, some members are omitted to avoid complicating the drawing.
[0029]
In the following description, in FIGS. 1 to 6 (the same applies to FIGS. 7 to 12), the X-axis direction is “left-right direction”, the Y-axis direction is “front-rear direction”, and the Z-axis direction is “up-down direction”. Say.
The semiconductor chip repair device 1 (hereinafter simply referred to as “repair device 1”) shown in each figure includes a mounting section 2, a device main body 3, and a device main body moving mechanism 4.
[0030]
The mounting section 2 is formed of a plate-like member, and the upper surface thereof forms a mounting
The apparatus main body 3 includes a
[0031]
The wire (a linear cutting member) 30 cuts a joint (hereinafter, simply referred to as a “joint”) between the semiconductor chip and the wiring board. The
Examples of a constituent material of the
[0032]
Further, as the
Examples of the abrasive grains include metal abrasive grains mainly composed of metals such as Ni, Ti and W, diamond abrasive grains, and ceramic abrasive grains mainly composed of ceramics such as oxides and carbides such as alumina. However, among these, metal abrasive grains or diamond abrasive grains are preferred. These have high hardness and are relatively easy to adhere to the surface of the
[0033]
The abrasive grains can be attached to the surface of the
As the cutting member, a band-shaped member (for example, a belt, a band, or the like) may be used instead of the linear member (the wire 30). Even when such a band-shaped cutting member is used, the same effect as that of the
[0034]
As shown in FIGS. 1 to 3, the
The
[0035]
When the
In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the
[0036]
This
As shown in FIGS. 5 and 6, the
[0037]
A
As shown in FIG. 1, each of the pair of
[0038]
The
[0039]
With such a configuration, a part of the
Of these, the portion exposed from the
[0040]
Further, the
[0041]
In addition, the
Such an apparatus main body 3 is provided so as to be relatively movable with respect to the mounting section 2. In the present embodiment, the receiver 2 is fixed, and the apparatus main body 3 is movable with respect to the receiver 2 by the apparatus main body moving mechanism 4.
[0042]
As shown in FIGS. 5 and 6, the apparatus main body moving mechanism 4 includes a
A
[0043]
A through
The device
[0044]
An
Further, four
[0045]
In such an apparatus main body moving mechanism 4, when the apparatus main
[0046]
While rotating the wire 30 (moving in the longitudinal direction), the apparatus main body 3 is moved relative to the mounting portion 2 in a direction substantially orthogonal to the rotating direction (moving direction) of the
At this time, the
Such a repair device 1 has a length adjusting means 6 for adjusting the length of the cutting portion of the
[0047]
In the present embodiment, the length adjusting means 6 is configured to adjust the length of the cutting portion of the
Specifically, as shown in FIG. 4, the length adjusting means 6 includes a
[0048]
The
Each
[0049]
On the inner surface of each first through
The ends of the
[0050]
In the length adjusting means 6, when the operation of rotating the support
[0051]
Therefore, by appropriately selecting the number of rotations, the angle, and the direction of the
That is, when the
[0052]
In this manner, by adjusting the length of the cutting portion of the
In a state where the
In addition, as described above, when the length of the cutting portion of the
[0053]
As shown in FIGS. 1, 5 and 6, the tension adjusting means 7 includes a moving
The moving
[0054]
A
[0055]
In the present embodiment, two pressing
Each of the pressing
[0056]
With such a configuration, as the
Further, the
[0057]
The length adjusting means 6 described above adjusts the length of the cutting portion of the
At this time, when the
At this time, the
[0058]
As described above, the slack of the
Further, such a repair device 1 has a moving distance adjusting means 8 for adjusting the moving distance of the device main body 3 with respect to the mounting portion 2 in accordance with the size (length in the front-rear direction) of the semiconductor chip.
[0059]
As shown in FIG. 6, the moving distance adjusting means 8 includes a
In the moving distance adjusting means 8, the
[0060]
Next, an example of an operation (a method of use) of such a repair apparatus 1, that is, an example of a method of repairing a semiconductor chip will be described. Hereinafter, a case where the
As shown in FIG. 1, the
[0061]
[1] First, the length adjusting means 6 adjusts the length of the cut and used portion of the
Further, the positioning is performed so that the
[0062]
[2] Next, the
[3] Next, the
[0063]
[4] Next, the operation handle 461 is grasped by hand, and the rotation operation of the apparatus main
This operation is performed while checking the
[0064]
[5] Next, a
In such a repair device 1, the ball bump (joint portion) 110 is not melted by heat but is cut by the
[0065]
Here, the joining portion cut by the
[0066]
Further, in the repair device 1, the length of the cutting used portion of the
In the illustrated configuration, the apparatus main body moving mechanism 4 is operated manually, but the apparatus main body moving mechanism 4 is configured such that the rotation operation of the apparatus main
[0067]
<Second embodiment>
Next, a second embodiment of a semiconductor chip repair device will be described.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of the length adjusting means provided in the second embodiment of the semiconductor chip repair device.
Hereinafter, the second embodiment will be described, but the description will focus on the differences from the first embodiment, and a description of similar items will be omitted.
The second embodiment is the same as the first embodiment except that the configuration of the length adjusting means for adjusting the length of the cutting use portion of the
[0068]
That is, in the second embodiment, the length adjusting means 6 </ b> A makes the
The length adjusting means 6A of the second embodiment includes a
[0069]
The
The
[0070]
On the inner surface of the first through
An end of a
[0071]
In the length adjusting means 6A, when the operation of rotating the
When the
[0072]
In the repair device 1 having the length adjusting means 6A having such a configuration, the same operation and effect as in the first embodiment can be obtained.
In addition, since the length adjusting means 6A is configured to change the distance between the
[0073]
<Third embodiment>
Next, a third embodiment of a semiconductor chip repair device will be described.
FIG. 8 is a schematic diagram showing the configuration of the length adjusting means provided in the third embodiment of the semiconductor chip repair device.
Hereinafter, the third embodiment will be described, but the description will focus on differences from the first embodiment, and description of similar items will be omitted.
The third embodiment is the same as the first embodiment, except that the configuration of the length adjusting means for adjusting the length of the cutting portion of the
[0074]
That is, in the third embodiment, the length adjusting means 6B causes the
The length adjusting means 6B of the third embodiment includes a
[0075]
The
The
[0076]
The end of the
In addition, a
[0077]
In the length adjusting means 6B, when the
[0078]
Since the
[0079]
In the repair device 1 having the length adjusting means 6B having such a configuration, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained.
Further, since the length adjusting means 6B is configured to change the distance between the
[0080]
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of a semiconductor chip repair device will be described.
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a configuration of a wire driving mechanism included in a fourth embodiment of a semiconductor chip repair device.
Hereinafter, the fourth embodiment will be described, but the description will focus on the differences from the first embodiment, and description of similar items will be omitted.
The fourth embodiment is the same as the first embodiment except that the configuration of the wire driving mechanism for driving the
[0081]
That is, in the fourth embodiment, the
In the repair device 1 having the
Further, since the
[0082]
<Fifth embodiment>
Next, a fifth embodiment of a semiconductor chip repair device will be described.
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a configuration of a mounting portion included in a fifth embodiment of a semiconductor chip repair device.
Hereinafter, the fifth embodiment will be described, but the description will focus on the differences from the first embodiment, and description of similar items will be omitted.
[0083]
The fifth embodiment is the same as the first embodiment except that the apparatus main body 3 is fixed and the mounting section 2 is movable with respect to the apparatus main body 3.
The mounting section 2 shown in FIG. 10 has a
The
[0084]
The
[0085]
The
[0086]
The
[0087]
In the mounting section 2, by rotating the X
[0088]
Therefore, the
In the repair device 1 having the mounting section 2 having such a configuration, the same operation and effect as in the first embodiment can be obtained.
The mounting section 2 may be provided with a moving mechanism for performing a moving operation in a vertical direction in addition to the front-rear direction and the left-right direction.
[0089]
<Sixth embodiment>
Next, a sixth embodiment of a semiconductor chip repair device will be described.
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a configuration of a height adjusting unit included in a sixth embodiment of a semiconductor chip repair device.
Hereinafter, the sixth embodiment will be described, but the description will focus on differences from the first embodiment, and a description of similar items will be omitted.
In the sixth embodiment, except that a height adjusting means 9 for adjusting the height of the cutting portion of the
[0090]
That is, in the sixth embodiment, the
[0091]
In the present embodiment, the
[0092]
Further, a thread is formed on a peripheral surface of a protruding portion of the
Each of the
[0093]
That is, in the present embodiment, the height adjusting means 9 includes the
By providing the height adjusting means 9, it is possible to cope with wiring boards (semiconductor mounting boards) of various sizes (types).
In the repair device 1 having the height adjusting means 9 having such a configuration, the same operation and effect as in the first embodiment can be obtained.
[0094]
<Seventh embodiment>
Next, a seventh embodiment of a semiconductor chip repair device will be described.
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a configuration of a cooling unit included in a seventh embodiment of a semiconductor chip repair device.
Hereinafter, the seventh embodiment will be described, but the description will be focused on the differences from the first embodiment, and description of the same items will be omitted.
The seventh embodiment is the same as the first embodiment except that the seventh embodiment has a cooling means 10 for cooling the
[0095]
As shown in FIG. 12, the cooling
In the present embodiment, the two
[0096]
By providing the cooling means 10, it is possible to prevent the
In the repair device 1 having the cooling means 10 having such a configuration, the same operation and effect as in the first embodiment can be obtained.
[0097]
As described above, the semiconductor chip repair device and the semiconductor chip repair method have been described based on the illustrated embodiments. However, the present invention is not limited thereto, and the configuration of each unit may be any configuration that exhibits the same function. It can be replaced with a component, and an arbitrary configuration can be added.
Further, the semiconductor chip repair device can also combine any two or more configurations of the above embodiments.
[0098]
Further, as described above, according to the present invention, since the bonding portion is cut by a wire instead of being thermally melted, the semiconductor chip to be removed can be reliably removed without applying a thermal load to the wiring board. be able to. Further, when another semiconductor chip is mounted on the wiring board, it is possible to prevent a thermal load from being applied to another semiconductor chip adjacent to the semiconductor chip to be removed. For this reason, the semiconductor chip removing device and the semiconductor chip removing method of the present invention are preferably applied to a semiconductor chip repairing device and a semiconductor chip repairing method. Thus, the present invention can be applied to an apparatus and a method used when separating and discarding a semiconductor chip and a wiring board.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a semiconductor chip repair device.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a wire drive mechanism provided in the semiconductor chip repair device shown in FIG.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of a wire driving mechanism included in the semiconductor chip repair device illustrated in FIG. 1;
FIG. 4 is a front view of the semiconductor chip repair device shown in FIG. 1;
FIG. 5 is a side view of the semiconductor chip repair device shown in FIG. 1;
6 is a top view of the semiconductor chip repair device shown in FIG.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of a length adjusting means provided in a second embodiment of a semiconductor chip repair device.
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a configuration of a length adjusting unit provided in a third embodiment of a semiconductor chip repair device.
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a configuration of a wire drive mechanism provided in a fourth embodiment of a semiconductor chip repair device.
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a configuration of a mounting portion provided in a fifth embodiment of a semiconductor chip repair device.
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a configuration of a height adjusting unit included in a sixth embodiment of a semiconductor chip repair device.
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a configuration of a cooling unit included in a semiconductor chip repair device according to a seventh embodiment.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 semiconductor chip repair device 2 mounting section 20 mounting surface 21 Y stage 211 Y base 212 Screw for Y base movement, 213 Drive motor, 214 Guide rail 22 ‥‥ X stage 221 ‥‥ X base, 222 ‥‥ X base moving screw, 223 ‥‥ Drive motor 224 ‥‥ Guide rail 3 ‥‥ Machine body 30 ‥‥ Wire 31, 31A ‥‥ Wire drive Mechanism 311 {first pulley 312} second pulley 313 {third pulley 313c} rotating shaft 314 {fourth pulley 315} fifth pulley 315c {rotating shaft 318} drive motor 318c} rotating Shaft 32 ‥‥ Support 321 ‥‥ Housing 322, 323 ‥‥ Post 327 ‥‥ Long hole 328 ‥‥ Nut 4 ‥‥ Device body moving mechanism 41 ‥‥ Rail insertion 411 ‥‥ Hole 42 ‥‥ Wall 43 ‥‥ Installation body moving screw 44 ‥‥ Screw mounting part 441 ‥‥ Recess 45 ‥‥ Screw insertion part 451 ‥‥ Through hole 46 ‥‥ Operating part 461 ‥‥ Operating handle 47 ‥‥ Guide rail 6, 6A, 6B ‥‥ Length Adjusting means 61, 61A, 61B {post moving screw 61R} right screw 61L {left screw 62, 62A, 62B} vise 621, 621A, 621B {first through hole 622, 622A, 622B} 2 Through-holes 63, 63A, 63B ‥‥ Guide rails 64, 65 ‥‥ Coil spring 66 ‥‥ Dial gauge 7 ‥‥ Tension adjusting means 71 ‥‥ Moving mechanism 711 ‥‥ Bolt 712 ‥‥ Nut 72 ‥‥ Pressing force applying mechanism 721 ‥‥ Pulley 722 ‥‥ Arm 723 ‥‥ Bolt 724 ‥‥ Nut 8 ‥‥ Moving distance adjusting means 81 ‥‥ Scale 82 ‥‥ Rear surface 9 ‥‥ Height adjusting means 10 cooling means 11 injection nozzle 12 pump 13 tube 100 BGA element 110 ball bump 200 wiring board 300 semiconductor mounting board
Claims (20)
前記半導体チップが実装された配線基板を載置する載置部と、
前記半導体チップと前記配線基板との接合部を切断する線状または帯状の切断部材を備え、前記載置部に対して相対的に移動可能に設けられた装置本体とを有し、
前記切断部材をその長手方向に移動させつつ、前記装置本体を前記載置部に対して、前記切断部材の移動方向とほぼ直交する方向に、相対的に移動させることにより、前記接合部を切断することを特徴とする半導体チップの取り外し装置。A semiconductor chip removal device for removing the semiconductor chip from a wiring board on which the semiconductor chip is mounted,
A mounting portion for mounting a wiring board on which the semiconductor chip is mounted,
A linear or band-shaped cutting member for cutting a joint between the semiconductor chip and the wiring board, and an apparatus main body provided to be relatively movable with respect to the mounting section,
While moving the cutting member in the longitudinal direction, the joining portion is cut by relatively moving the device body with respect to the placing section in a direction substantially orthogonal to the moving direction of the cutting member. An apparatus for removing a semiconductor chip.
前記半導体チップと前記配線基板との接合部を切断する線状または帯状の切断部材を、その長手方向に移動させつつ、前記切断部材を前記半導体チップに対して、前記切断部材の移動方向とほぼ直交する方向に、相対的に移動させることにより、前記接合部を切断することを特徴とする半導体チップの取り外し方法。A method for removing a semiconductor chip from the wiring board on which the semiconductor chip is mounted, wherein the semiconductor chip is removed.
While moving the linear or band-shaped cutting member for cutting the joint between the semiconductor chip and the wiring board in the longitudinal direction, the cutting member is moved with respect to the semiconductor chip substantially in the moving direction of the cutting member. A method for removing a semiconductor chip, comprising cutting the joint by relatively moving the semiconductor chip in a direction perpendicular to the semiconductor chip.
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Publications (1)
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2003
- 2003-02-21 JP JP2003045198A patent/JP2004253744A/en active Pending
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