JP2005166877A - Sheet stretcher - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シートに貼着された半導体チップをピックアップするチップピックアップ装置において、ウェハリングに保持されたシートを拡張するシート拡張装置に関するものである。 The present invention relates to a sheet expansion device that expands a sheet held on a wafer ring in a chip pickup device that picks up a semiconductor chip attached to a sheet.
シートに貼着された状態で供給される半導体チップをピックアップするチップピックアップ装置には、シート上の半導体チップ相互の間隔を広げて取り出しを容易にするため、シートを水平方向に拡張するシート拡張機構を備えている。このシートの拡張は、ウェハリングに展張されたシートを保持プレートに保持させ、保持プレートを移動させてシートを円筒状のエキスパンドリングを押し付けることにより行われる。 In a chip pickup device that picks up semiconductor chips supplied in a state of being attached to a sheet, a sheet expansion mechanism that expands the sheet in the horizontal direction in order to widen the interval between the semiconductor chips on the sheet and facilitate removal. It has. The expansion of the sheet is performed by holding the sheet spread on the wafer ring on the holding plate, moving the holding plate, and pressing the sheet to the cylindrical expanding ring.
このシート拡張機構において保持プレートをエキスパンドリングに押しつけるための駆動機構として、保持プレートに配置された複数のナット部材に螺合する送りねじを、回転駆動手段によって同時に回転駆動して保持プレートを昇降させる構成が知られている(例えば特許文献1参照)。
上述のシート拡張機構には、保持プレートをエキスパンドリングに押しつける駆動機構の構成におけるナット部材の結合形態に起因して、以下のような問題点があった。すなわち従来装置においては、各ナット部材は保持プレートにねじ締結などの手段で剛結されており、ナット部材に螺合する送りねじの軸位置・軸精度は、各ナット部材に正しく合致している必要があった。 The above-described seat expansion mechanism has the following problems due to the coupling form of the nut members in the configuration of the drive mechanism that presses the holding plate against the expand ring. That is, in the conventional device, each nut member is rigidly connected to the holding plate by means such as screw fastening, and the axial position and accuracy of the feed screw that is screwed into the nut member are correctly matched to each nut member. There was a need.
しかしながら送りねじが設けられた回転軸を全て完全にナット部材に合わせて軸支することは機械精度上容易ではなく、幾つかの回転軸が機械誤差によりナット部材に対して僅かに位置ずれや軸傾斜した状態となる場合がある。このような場合にはナット部材は円滑に昇降することができず、保持プレートによってウェハリングを押し下げることによるシート拡張動作を安定して行うことが困難であった。 However, it is not easy in terms of machine accuracy to fully support the rotation shaft provided with the feed screw so that it is aligned with the nut member. There may be an inclined state. In such a case, the nut member cannot be raised and lowered smoothly, and it has been difficult to stably perform the sheet expanding operation by pushing down the wafer ring by the holding plate.
そこで本発明は、シート拡張を確実に行うことができるシート拡張装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a seat expansion device capable of reliably performing seat expansion.
本発明のシート拡張装置は、シート上に貼着された半導体チップを取り出すチップピックアップ装置において、ウェハリングに保持された前記シートを拡張するシート拡張装置であって、前記シートの拡張範囲に対応した大きさの第1の開口部を有し前記拡張範囲を前記第1の開口部に合わせた状態で前記ウェハリングを保持する保持プレートと、この保持プレートの下方に設けられ前記第1の開口部と略同心配置の第2の開口部を有するベース部材と、このベース部材に前記第2の開口部を囲んで上方に突出して設けられ前記第1の開口部を少なくとも部分的に通過可能な筒状部と、前記保持プレートの上面に前記第1の開口部を囲んだ配置で設けられた凹部と、この凹部内に上下方向およびまたは水平方向の遊びが許容された状態で収容され上面側を抜け止め手段によって保持されたナット部材と、前記ベース部材に前記ナット部材の位置に対応した配置で軸支され前記ナット部材に螺合する送りねじ部を有する複数の軸部材と、前記軸部材を伝動機構を介して回転駆動す
る回転駆動手段とを備え、前記保持プレートを下降させることにより前記シートが前記筒状部に押しつけられた状態で前記ウェハリングを押し下げてシートを拡張する際には前記ナット部材の下面が前記凹部の底面部に当接し、前記保持プレートを上昇させることにより前記シートの前記筒状部への押しつけを解除する際には、前記ナット部材の上面が前記抜け止め手段に当接する。
The sheet expanding apparatus of the present invention is a sheet expanding apparatus that expands the sheet held on a wafer ring in a chip pickup device that takes out a semiconductor chip attached on a sheet, and corresponds to an expansion range of the sheet. A holding plate for holding the wafer ring in a state of having a first opening of a size and having the extended range matched to the first opening; and the first opening provided below the holding plate And a base member having a second opening substantially concentrically arranged, and a cylinder which is provided on the base member so as to project upward and surround the second opening, and which can pass at least partially through the first opening. And a concave portion provided in an arrangement surrounding the first opening on the upper surface of the holding plate, and accommodated in a state where play in the vertical direction and / or horizontal direction is allowed in the concave portion. And a plurality of shaft members having a feed screw portion that is pivotally supported by the base member in an arrangement corresponding to the position of the nut member and screwed to the nut member. Rotation driving means for rotating the shaft member through a transmission mechanism, and lowering the holding plate, the sheet is pressed against the cylindrical portion to push down the wafer ring to expand the sheet. When the lower surface of the nut member comes into contact with the bottom surface portion of the recess and the holding plate is lifted to release the pressing of the sheet against the tubular portion, the upper surface of the nut member is Abuts against the retaining means.
本発明によれば、送りねじ部を有する軸部材とナット部材を組み合わせた保持プレート駆動機構におけるナット部材の結合方式として、保持プレートの上面に設けられた凹部内にナット部材を上下方向およびまたは水平方向の遊びが許容された状態で収容し、上面側を抜け止め手段によって保持する構成を用いることにより、軸部材が機械誤差によりナット部材に対して僅かに位置ずれや軸傾斜した状態となっている場合においても、ナット部材を円滑に昇降させて保持プレートによってウェハリングを均一に押し下げることができ、シート拡張動作を安定して行うことができる。 According to the present invention, as a coupling method of the nut member in the holding plate driving mechanism in which the shaft member having the feed screw portion and the nut member are combined, the nut member is vertically and / or horizontally placed in the recess provided on the upper surface of the holding plate. By using a configuration in which the play in the direction is allowed and the upper surface side is held by the retaining means, the shaft member is slightly displaced or inclined with respect to the nut member due to a mechanical error. Even in this case, the nut member can be smoothly raised and lowered, and the wafer ring can be uniformly pushed down by the holding plate, so that the sheet expanding operation can be performed stably.
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態のシート拡張装置が組み込まれたチップピックアップ装置の正面図、図2は本発明の一実施の形態のシート拡張装置の部分断面図、図3は本発明の一実施の形態のシート拡張装置の回転伝動機構の説明図、図4は本発明の一実施の形態のシート拡張装置の動作説明図である。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view of a chip pickup device in which a sheet expanding apparatus according to an embodiment of the present invention is incorporated, FIG. 2 is a partial sectional view of the sheet expanding apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of the rotation transmission mechanism of the seat expansion device of the embodiment, and FIG. 4 is an operation explanatory diagram of the seat expansion device of the embodiment of the present invention.
まず図1を参照して、シート拡張装置が組み込まれたチップピックアップ装置の構造を説明する。チップピックアップ装置は、シート上に貼着されたウェハ状の半導体チップを個片毎にピックアップヘッドによって取り出すための装置であり、電子部品搭載装置などにおいて、半導体チップを供給する部品供給部として配置される。シート拡張装置は、このチップピックアップ装置において、ウェハリングに保持されたシートを拡張して、シートから半導体チップを取り出しやすくする機能を有している。 First, referring to FIG. 1, the structure of a chip pickup device in which a sheet extending device is incorporated will be described. A chip pickup device is a device for taking out a wafer-like semiconductor chip stuck on a sheet by a pickup head for each piece, and is arranged as a component supply unit for supplying a semiconductor chip in an electronic component mounting apparatus or the like. The In this chip pickup device, the sheet expanding device has a function of expanding the sheet held on the wafer ring so that the semiconductor chip can be easily taken out from the sheet.
図1において、XY移動テーブル1上には支持フレーム2が立設されており、支持フレーム2の上端部にはウェハ保持テーブル3が結合され片持ち状態で保持されている。ウェハ保持テーブル3は、ウェハシート8(シート)が展張されたウェハリング7を保持しており、XY移動テーブル1を駆動することにより、ウェハシート8にウェハ状態で貼着された複数の半導体チップのうち、取り出し対象の任意の半導体チップを、ピックアップヘッド15のノズル15aによる取り出し位置に位置決めすることができる。
In FIG. 1, a
ウェハ保持テーブル3の下方には、ピックアップヘッド15による取り出し位置に一致して、ダイエジェクタ13が逆L字形状の支持ブラケット14によって水平方向に延出して設けられている。ピックアップヘッド15を下降させてウェハシート8から半導体チップ9をピックアップする際には、ダイエジェクタ13によってピックアップ対象の半導体チップ9を下方から突き上げ、半導体チップ9をウェハシート8から剥離させる。
Below the wafer holding table 3, a
ウェハ保持テーブル3の構造を説明する。ウェハ保持テーブル3は、支持フレーム2に結合されたベース部材4の上方に、保持プレート6を重ねた構造となっている。保持プレート6は、中央部に円形の開口部6a(第1の開口部)が設けられた板状部材であり、開口部6aの大きさは、ウェハシート8において半導体チップ9が貼着された拡張範囲B(図2参照)に対応した大きさとなっている。保持プレート6の下面側には、ウェハリング7を収容して保持するためのウェハ保持部6bが設けられており、ウェハリング7をウェハ保持部6b内に挿入することにより、保持プレート6は、ウェハシート8の拡張範囲Bを開口部6aに合わせた状態でウェハリング7を保持する。
The structure of the wafer holding table 3 will be described. The wafer holding table 3 has a structure in which a
保持プレート6の下方に位置するベース部材4は同様に板状部材であり、ベース部材4の中央部には、開口部6aと略同心配置の開口部4a(第2の開口部)が設けられている。ベース部材4の上面の中央部には、開口部4aを囲んで略円筒状のエキスパンドリング5(筒状部)が、上方に突出して設けられている。エキスパンドリング5の外径は、開口部6aを通過可能な大きさとなっており、以下に説明する保持プレート昇降機構によってウェハリング7を保持した保持プレート6をベース部材4に対して下降させることにより、エキスパンドリング5の上端部5aがウェハシート8の下面に押しつけられた状態でウェハリング7が押し下げられ、これにより拡張範囲B内のウェハシート8が拡張される。
Similarly, the
次に保持プレート昇降機構について説明する。図1において、ベース部材4の端部には、モータ11が駆動軸を下面側に突出させた姿勢で配設されている。モータ11はベース部材4の下面側に配設された伝動機構10を介して、保持プレート6を昇降させるための昇降駆動軸12(軸部材)に回転を伝達する。昇降駆動軸12は開口部6aを周囲から囲むナット部材22の位置に対応した配置で設けられており、図2に示すように、軸受け部16を介してベース部材4に軸支されている。昇降駆動軸12の上部には、ナット部材22に螺合する送りねじ部12aが設けられている。
Next, the holding plate lifting mechanism will be described. In FIG. 1, a
ここで、送りねじ部12a、ナット部材22に用いられるねじタイプは、ボールねじとボールねじ用ナットの組み合わせでもよいが、ここでは三角ねじや台形ねじなど、ねじ面が相互に直接接触する形式のねじを採用している。これにより、送りねじ部12aはナット部材22に幾分かのねじ隙間をもって螺合し、送りねじ部12aからナット部材22へ昇降動作を伝達する際の遊びが許容される。この昇降動作の伝達においては、シート引き延ばしのための駆動力を伝達すればよく高度の位置精度は要求されないことから、このような遊びを許容したねじを採用しても機能上不都合を生じることはない。
Here, the screw type used for the
ナット部材22は、軸部22bの上部に外側に張り出した鍔部22aを有する形状となっており、保持プレート6に開口部6aを囲んだ配置で4箇所に設けられた凹部23内に収容されることにより保持プレート6に結合されている。凹部23は、上部23aの内径が下部23bよりも大きい段付形状となっており、ナット部材22は鍔部22aを上部23a内に位置させた状態で収容され、保持プレート6の上面に設けられた上押さえ部材24(抜け止め手段)によって上面側を保持されている。
The
上押さえ部材24としては、ワッシャなどの小型部材をねじで押さえ込む簡易的なものが用いられる。このような取り外しが容易な簡易的な上押さえ部材24によってナット部材22の上面側を保持することにより、装置保守時にはナット部材22を容易に送りねじ部12aから取り外して点検や交換を行うことができ、保守時の作業性が向上した構造となっている。
As the upper pressing
ここで、ナット部材22は凹部23内に、上下方向および水平方向の遊びが許容された状態で収容されている。すなわち上部23aの深さは鍔部22aの厚みよりも第1の遊び代C1だけ大きく設定されており、さらに下部23bの内径は軸部22bの外径よりも第2の遊び代C2だけ大きく設定されている。
Here, the
次に、昇降駆動軸12にモータ11の回転を伝達する伝動機構10を説明する。図3は、図1におけるA−A矢視を示している。モータ11の昇降駆動軸に結合された駆動ギヤ17は、中間ギア18を介してギアリング19の外周に形成された噛み合い歯19bに噛み合っている。ギアリング19は、中央に開口部19a(第3の開口部)が設けられた円環状部材であり、図2に示すように、開口部19aの内径面に形成された嵌合溝19cに嵌合するカムフォロア21を介してベース部材4に回転自在に支持されている。ギアリン
グ19がベース部材4に回転自在に保持された状態では、開口部19aは開口部4aと略同心の位置にあり、噛み合い歯19bは昇降駆動軸12の下端部に結合された従動ギア20(歯車)に噛み合う。
Next, the
したがってモータ11を駆動することにより、駆動ギヤ17、中間ギア18を介してギアリング19が回転し、さらに従動ギア20が回転する。ギアリング19は中間ギア18に噛み合って昇降駆動軸12に回転トルクを伝達する噛み合い伝導部材となっており、カムフォロア21は、噛み合い伝動部材をベース部材4に回転自在に保持させる保持手段となっており、さらにモータ11は、伝動機構10を介して昇降駆動軸12を回転駆動する回転駆動手段となっている。
Therefore, when the
なお、伝動機構10を構成する伝動要素として、本実施の形態では平歯車などのギア相互の噛み合いによって回転を伝動する例を示しているが、これ以外の噛み合い伝動を用いてもよい。例えば、噛み合い伝動部材として円環状部材の外周にローラチェーンをエンドレスに結合したものを用い、歯車として従動ギア20に替えてスプロケットを昇降駆動軸12に装着してもよい。
As an example of the transmission element constituting the
この伝動機構10を介した昇降駆動軸12の回転駆動において、昇降駆動軸12には歯付ベルトを用いた回転伝動のようなベルトテンションが作用せず、ギアリング19から昇降駆動軸12に対して大きな曲げ荷重を負荷することなく回転トルクが伝達される。このため、シート拡張のために保持プレート6を昇降させるのに必要な昇降駆動軸12の軸径や、昇降駆動軸12を軸支する軸受け部16の剛性を小さく設定して、小型・コンパクトな機構を実現することが可能となっている。
In the rotational drive of the elevating
次に図4を参照して、シート拡張動作について説明する。図4(a)は、保持プレート6が下降する方向にモータ11を駆動して、シート拡張を行っているときの状態を示している。すなわち保持プレート6を下降させることにより、ウェハリング7が保持プレート6とともに下降する。そしてウェハシート8がエキスパンドリング5の上端部5aに押しつけられた状態で、ウェハリング7を保持プレート6の下面によってさらに押し下げることにより、ウェハシート8の拡張範囲B(図2参照)は引き延ばされて拡張され、ウェハシート8に貼着されたウェハ状態の半導体チップ9の間隔が引き延ばされる。
Next, the sheet expansion operation will be described with reference to FIG. FIG. 4A shows a state in which the
このシート拡張時においては、ナット部材22の鍔部22aの下面が、凹部23の上部23aの底面23c(底面部)に当接し、これにより保持プレート6の昇降のための駆動力が伝達される。この駆動力の伝達において、送りねじ部12aとナット部材22の組み合わせには前述のようにナット部材22の遊びが許容されるねじタイプが用いられており、またナット部材22は凹部23内に上下方向および水平方向に遊びが許容された状態で収容されていることから、昇降駆動軸12の位置や軸垂直度に幾分かの誤差が存在する場合にあっても、ナット部材22はその誤差分だけ変位することが許容される。
When the seat is expanded, the lower surface of the
したがって、昇降駆動軸12が保持プレート6に前述の機械誤差が存在する状態で昇降駆動軸12が剛結されている場合に生じる昇降駆動軸12のかじりなどの動作異常を発生することなく、複数の昇降駆動軸12によって保持プレート6へ均等の駆動力を伝達することができる。これにより、保持プレート6はウェハリング7を安定した姿勢で押し下げ、シート拡張を安定して行うことができる。
Therefore, the
図4(b)は、保持プレート6が上昇する方向にモータ11を駆動して、シート拡張解除を行っているときの状態を示している。すなわち保持プレート6を上昇させることにより、エキスパンドリング5へのウェハシート8の押しつけが徐々に解除される。このとき、ナット部材22の上面が上押さえ部材24に当接することにより、保持プレート6を上
昇させる駆動力が伝達される。この駆動力は保持プレート6やウェハリング7などの自重分を持ち上げるだけの小さな力でよいことから、簡易的な上押さえ部材24で必要な駆動力を支持することができる。
FIG. 4B shows a state in which the
上記説明したように、保持プレート駆動機構として、保持プレート6に結合されたナット部材22に螺合する送りねじ部12aを有し下端に従動ギア20が結合された昇降駆動軸12に、従動ギア20に噛み合って昇降駆動軸12に回転トルクを伝達するギアリング19によって回転を伝動することにより、低剛性の伝動機構の採用を可能としている。これにより、小型で簡素な機構によってシート拡張を確実に行うことができるシート拡張装置を実現することができる。
As described above, as the holding plate drive mechanism, the driven gear is connected to the elevating
また送りねじ部12aを有する昇降駆動軸12とナット部材22を組み合わせた保持プレート駆動機構におけるナット部材22の結合方式として、保持プレート6の上面に設けられた凹部23内に、ナット部材22を上下方向およびまたは水平方向の遊びが許容された状態で収容し、上面側を上押さえ部材24によって保持する構成を用いることにより、昇降駆動軸が機械誤差によりナット部材22に対して僅かに位置ずれや軸傾斜した状態となっている場合においても、ナット部材22を円滑に昇降させて、保持プレート6によってウェハリング7を均一に押し下げることができ、シート拡張動作を安定して行うことができる。
Further, as a coupling method of the
なお上記実施の形態においては、チップ6を貼着保持するウェハシート8として、伸縮自在のシートを用いてシート自体を延伸させる例を示しているが、シートとして拡張する必要のないノンエキスパンドタイプのものを用いる場合においても、本実施の形態に示すシート拡張装置を適用することができる。
In the above embodiment, an example is shown in which the sheet itself is stretched using a stretchable sheet as the
本発明のシート拡張装置は、保持プレートによってウェハリングを均一に押し下げてシート拡張動作を安定して行うことができるという効果を有し、シートに貼着された半導体チップをピックアップするチップピックアップ装置に利用可能である。 The sheet expanding apparatus of the present invention has an effect that the wafer ring can be uniformly pushed down by the holding plate and the sheet expanding operation can be stably performed, and is a chip pickup apparatus that picks up the semiconductor chip attached to the sheet. Is available.
3 ウェハ保持テーブル
4 ベース部材
5 エキスパンドリング
6 保持プレート
7 ウェハリング
8 ウェハシート
9 半導体チップ
10 伝動機構
11 モータ
12 昇降駆動軸
12a 送りねじ部
19 ギアリング
20 従動ギア
21 カムフォロア
22 ナット部材
23 凹部
24 上押さえ部材
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記保持プレートを下降させることにより前記シートが前記筒状部に押しつけられた状態で前記ウェハリングを押し下げてシートを拡張する際には前記ナット部材の下面が前記凹部の底面部に当接し、前記保持プレートを上昇させることにより前記シートの前記筒状部への押しつけを解除する際には、前記ナット部材の上面が前記抜け止め手段に当接することを特徴とするシート拡張装置。
In a chip pickup device for taking out a semiconductor chip attached on a sheet, a sheet expansion device for expanding the sheet held on a wafer ring, wherein the first opening has a size corresponding to the expansion range of the sheet A holding plate that holds the wafer ring in a state in which the extended range is matched with the first opening, and a second plate that is provided below the holding plate and is substantially concentrically arranged with the first opening. A base member having an opening, a cylindrical part that surrounds the second opening and protrudes upward from the base member, and can pass at least partially through the first opening; and A concave portion provided in an arrangement surrounding the first opening on the upper surface, and accommodated in a state where play in the vertical direction and / or horizontal direction is allowed in the concave portion, and the upper surface side serves as a retaining means A nut member held by the base member, a plurality of shaft members having a feed screw portion that is pivotally supported by the base member in an arrangement corresponding to the position of the nut member and screwed into the nut member, and a transmission mechanism that transmits the shaft member. A rotation driving means for rotating and driving through
When the sheet is expanded by lowering the wafer ring in a state where the sheet is pressed against the cylindrical portion by lowering the holding plate, the lower surface of the nut member comes into contact with the bottom surface portion of the recess, The seat expanding device according to claim 1, wherein when the pressing of the sheet to the cylindrical portion is released by raising the holding plate, the upper surface of the nut member abuts on the retaining means.
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