JP2005236230A - Component mounting apparatus and method of driving the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、部品実装装置に関し、特に基板上に電子部品を実装する部品実装装置に関するものである。 The present invention relates to a component mounting apparatus, and more particularly to a component mounting apparatus for mounting an electronic component on a substrate.
従来、プリント基板等の基板上に電子部品を実装するダイボンダあるいはフリップチップボンダ等の部品実装装置では、電子部品の実装を行う前に、上記電子部品を固定するための接着剤や半田ペースト等の接合材料を基板上に塗布することが行われている。この塗布は、実装ヘッド部により行われ、搬送手段により作業位置まで搬送されてきた基板に、シリンダと接続された上下動自在なディスペンサの接合材料を塗布することにより行われる(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in a component mounting apparatus such as a die bonder or a flip chip bonder for mounting an electronic component on a substrate such as a printed circuit board, an adhesive or a solder paste for fixing the electronic component is mounted before mounting the electronic component. A bonding material is applied on a substrate. This application is performed by applying a bonding material of a vertically movable dispenser connected to a cylinder to a substrate that has been transferred to a work position by a transfer unit by a mounting head unit (for example, Patent Document 1). reference).
図5は、従来の部品実装装置による部品実装における実装ヘッド部の動作を説明するための実装ヘッド部の正面図である。
接合材料の基板上への塗布は、ディスペンサ510を予め決められた原点高さにし(図5(a))、シリンダ500によりディスペンサ510を下方に押圧して、ノズル511先端が基板520上面に対して所定の高さになるまでディスペンサ510を下降させ、ノズル511から接合材料530を吐出させた後(図5(b))、シリンダ500によるディスペンサ510への押圧を停止して、ディスペンサ510を元の原点高さに上昇させることにより行われる(図5(c))。
FIG. 5 is a front view of the mounting head unit for explaining the operation of the mounting head unit in the component mounting by the conventional component mounting apparatus.
The bonding material is applied onto the substrate by setting the
ここで、所定の高さは、例えば、図6の従来の実装ヘッドの正面図に示すように、ディスペンサ510に第1のストッパ部600を設け、更にディスペンサ510の動きとは無関係となるように固定され、シリンダ500による下方への押圧により第1のストッパ部600が押し付けられる第2のストッパ部610を有するフレーム620を設け、第2のストッパ部610の高さを手動で調節することにより設定される。
ところで、接合材料、基板および電子部品の種類により塗り易さが異なるので、接合材料、基板および電子部品の種類に応じた塗布量の変更が要求される。また近年、基板と電子部品との接着性を考慮して、複雑な塗布パターンが要求されている。よって、一般的には、基板上面に対するノズル先端の高さを調節することで、描画の太さを調節し、これらの要求に対応している。 By the way, since the ease of application differs depending on the types of the bonding material, the substrate, and the electronic component, it is necessary to change the coating amount according to the types of the bonding material, the substrate, and the electronic component. In recent years, a complicated coating pattern has been required in consideration of adhesion between a substrate and an electronic component. Therefore, generally, the thickness of the drawing is adjusted by adjusting the height of the nozzle tip with respect to the upper surface of the substrate to meet these requirements.
しかしながら、従来の部品実装装置では、オペレータが手動調節してノズル先端の高さを設定することとなるため、その高さを容易に変更することができず、塗布量や塗布パターンを容易に変更することができないという問題がある。このとき、ディスペンサに専用の駆動源を設け、これを制御することにより、上記問題に対応することができるが、コストの増大という新たな問題が発生する。 However, in the conventional component mounting apparatus, the height of the nozzle tip is set manually by the operator, so that the height cannot be easily changed, and the coating amount and coating pattern can be easily changed. There is a problem that you can not. At this time, by providing a dedicated drive source in the dispenser and controlling it, the above problem can be dealt with, but a new problem of increased cost occurs.
そこで、本発明は、かかる問題点に鑑み、塗布量や塗布パターンを容易に変更することができる部品実装装置を提供することを第1の目的とする。
また、低コストの部品実装装置を提供することを第2の目的とする。
Therefore, in view of such problems, the present invention has a first object to provide a component mounting apparatus that can easily change an application amount and an application pattern.
A second object is to provide a low-cost component mounting apparatus.
上記目的を達成するために、本発明の部品実装装置は、部品実装に用いる上下動自在なヘッドと、押圧手段と、前記押圧手段と接続され、基板に接合材料を塗布する上下動自在なディスペンサとを備え、前記ヘッドは、第1のストッパ部を有し、前記ディスペンサは、前記押圧手段による下方向への力での押圧により前記第1のストッパ部と接触した状態となる第2のストッパ部を有することを特徴とする。ここで、前記ディスペンサと前記ヘッドとは、並んで配置され、前記第1のストッパ部は、前記ディスペンサに向かって突き出た凸部であり、前記第2のストッパ部は、前記ヘッドに向かって突き出た凸部であってもよいし、前記下方向への力とは、前記ヘッドの上下動を乱さず、かつ前記第1のストッパ部と前記第2のストッパ部とが非接触の状態とならない力であってもよい。 In order to achieve the above object, a component mounting apparatus of the present invention includes a vertically movable head used for component mounting, a pressing means, and a vertically movable dispenser that is connected to the pressing means and applies a bonding material to a substrate. And the head has a first stopper portion, and the dispenser comes into contact with the first stopper portion by pressing with a downward force by the pressing means. It has the part. Here, the dispenser and the head are arranged side by side, the first stopper portion is a convex portion protruding toward the dispenser, and the second stopper portion protrudes toward the head. The downward force may not disturb the vertical movement of the head, and the first stopper portion and the second stopper portion are not in contact with each other. It may be power.
これによって、ディスペンサの基板上面に対する高さ調節をヘッドにより行うことができるので、専用駆動源を設けることなく、機械制御により基板上面に対するディスペンサの高さを調節することができ、塗布量や塗布パターンを容易に変更することが可能な低コストの部品実装装置を実現することができる。 As a result, the height of the dispenser relative to the upper surface of the substrate can be adjusted by the head, so that the height of the dispenser relative to the upper surface of the substrate can be adjusted by mechanical control without providing a dedicated drive source. It is possible to realize a low-cost component mounting apparatus that can easily change the above.
ここで、前記押圧手段は、前記ディスペンサにより接合材料の塗布を行う場合において前記ディスペンサを押圧してもよいし、前記押圧手段は、前記接合材料の塗布を行わない場合において前記ディスペンサを押圧しなくてもよい。 Here, the pressing means may press the dispenser when the bonding material is applied by the dispenser, and the pressing means does not press the dispenser when the bonding material is not applied. May be.
これによって、基板への接合材料の塗布に際して、ヘッドを上下動させることによりディスペンサを上下動させることで、接合材料の塗布に際して描画の太さを調節することができるので、基板に複雑な塗布パターンを描くことができる部品実装装置を実現することができる。さらに、接合材料の塗布を終了する際に低速でディスペンサを上昇させた後、高速でディスペンサを上昇させることができるので、ノズルが接着剤供給箇所から離れる際に発生する糸引き現象を回避することができ、容易にノズルから接着剤を切ることができる部品実装装置を実現することができる。 Thus, when applying the bonding material to the substrate, the thickness of the drawing can be adjusted when applying the bonding material by moving the dispenser up and down by moving the head up and down. The component mounting apparatus which can draw is realizable. Furthermore, since the dispenser can be raised at a high speed after raising the dispenser at the low speed when finishing the application of the bonding material, the stringing phenomenon that occurs when the nozzle leaves the adhesive supply point is avoided. It is possible to realize a component mounting apparatus that can easily cut the adhesive from the nozzle.
また、前記部品実装装置は、さらに、前記第1のストッパ部と前記第2のストッパ部とが接触したことを認識する認識手段を備えてもよい。
これによって、第1のストッパ部と第2のストッパ部とを確実に接触させることができるので、ヘッドの高さ精度と同じ高さ精度で基板上面に対するディスペンサの高さを調節することが可能な部品実装装置を実現することができる。
The component mounting apparatus may further include a recognition unit that recognizes that the first stopper portion and the second stopper portion are in contact with each other.
Accordingly, the first stopper portion and the second stopper portion can be reliably brought into contact with each other, so that the height of the dispenser relative to the upper surface of the substrate can be adjusted with the same height accuracy as the head height accuracy. A component mounting apparatus can be realized.
また、本発明は、第1のストッパ部を有し、部品実装に用いる上下動自在なヘッドと、第2のストッパ部を有し、基板に接合材料を塗布する上下動自在なディスペンサとを備える部品実装装置の駆動方法であって、前記第1のストッパ部と前記第2のストッパ部とが接触した状態を維持したまま、前記ディスペンサにより前記塗布を行う塗布ステップを含むことを特徴とする部品実装装置の駆動方法とすることもできる。ここで、前記塗布ステップにおける前記塗布において、前記ヘッドを上下動させてもよいし、前記部品実装装置の駆動方法は、さらに、前記塗布を終了し、前記第2のストッパ部と前記第1のストッパ部とを非接触の状態とする塗布終了ステップを含んでもよいし、前記部品実装装置の駆動方法は、さらに、前記塗布を行う位置まで前記ヘッドを移動させた後、前記第1のストッパ部と前記第2のストッパ部とを接触の状態とする塗布準備ステップを含んでもよい。 The present invention also includes a vertically movable head having a first stopper portion and used for component mounting, and a vertically movable dispenser having a second stopper portion and applying a bonding material to the substrate. A method for driving a component mounting apparatus, comprising: a coating step of performing the coating with the dispenser while maintaining a state in which the first stopper portion and the second stopper portion are in contact with each other. It can also be set as the drive method of a mounting apparatus. Here, in the application in the application step, the head may be moved up and down, and the driving method of the component mounting apparatus further ends the application, and the second stopper portion and the first An application end step for bringing the stopper portion into a non-contact state may be included. The driving method of the component mounting apparatus may further include the first stopper portion after moving the head to a position where the application is performed. And a coating preparation step of bringing the second stopper portion into contact with each other.
これによって、ディスペンサの基板上面に対する高さ調節をヘッドにより行うことができるので、専用駆動源を設けることなく、機械制御により基板上面に対するディスペンサの高さを調節することができ、塗布量や塗布パターンを容易に変更することが可能な部品実装装置の駆動方法を実現することができる。 As a result, the height of the dispenser relative to the upper surface of the substrate can be adjusted by the head, so that the height of the dispenser relative to the upper surface of the substrate can be adjusted by mechanical control without providing a dedicated drive source. It is possible to realize a method for driving a component mounting apparatus that can easily be changed.
本発明に係る部品実装装置によれば、塗布パターンを容易に変更することが可能な低コストの部品実装装置を実現できる。また、基板に複雑な塗布パターンを描くことができる部品実装装置を実現することができる。さらに、容易にノズルから接合材料を切ることができる部品実装装置を実現することができる。
よって、本発明により、塗布パターンを容易に変更することが可能な低コストの部品実装装置を提供することが可能となり、実用的価値は極めて高い。
According to the component mounting apparatus according to the present invention, a low-cost component mounting apparatus capable of easily changing the coating pattern can be realized. In addition, it is possible to realize a component mounting apparatus that can draw a complicated coating pattern on a substrate. Furthermore, a component mounting apparatus that can easily cut the bonding material from the nozzle can be realized.
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a low-cost component mounting apparatus capable of easily changing the coating pattern, and its practical value is extremely high.
以下、本発明の実施の形態における部品実装装置について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施の形態のフリップチップボンダの外観図である。
本実施の形態のフリップチップボンダは、塗布量や塗布パターンを容易に変更することができるフリップチップボンダを実現することを目的とするものであって、電子部品を取り出した後、電子部品を実装可能な向きになるように上下反転して保持する反転ヘッド部110と、反転ヘッド部110に保持された電子部品を吸着し、その電子部品を基板に実装する実装ヘッド部120と、吸着された電子部品の状態および電子部品が実装された基板の状態を認識する撮像装置である認識部130と、基板を保持して位置決めするステージ部140と、基板をステージ部140まで搬送する基板搬送部150とを備える。
Hereinafter, a component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an external view of a flip chip bonder according to the present embodiment.
The flip chip bonder of the present embodiment is intended to realize a flip chip bonder in which the coating amount and the coating pattern can be easily changed. After the electronic component is taken out, the electronic component is mounted. The reversing
図2は、実装ヘッド部120の外観図である。
実装ヘッド部120は、電子部品を吸着し、その電子部品を基板に載置するヘッド210と、ヘッド210と並んで配置され、基板に接着剤を塗布するディスペンサ220と、ディスペンサ220を下方に押圧するシリンダ230とを備える。
ここで、ヘッド210は、駆動部(図外)により例えば0.25〜0.5μmの高さ精度で制御されて上下動し、ディスペンサ220に向かって突き出た凸部である第1のストッパ部211を有する。ディスペンサ220は、上下動自在な状態でシリンダ230と接続され、ヘッド210に向かって突き出た凸部である第2のストッパ部221と、接着剤が吐出されるノズル222とを有する。なお、第1のストッパ部211および第2のストッパ部221の少なくとも一方は、第1のストッパ部211と第2のストッパ部221とが接触したことを感知するセンサー等を有してもよい。
FIG. 2 is an external view of the
The
Here, the
上記構成を有する実装ヘッド部120の部品実装における動作について、図3に示す実装ヘッド部120の正面図を用いて説明する。図3において、図2と同一の要素には同一の符号が付されており、それらに関する詳しい説明はここでは省略する。
まず、図3(a)に示すように、ディスペンサ220およびヘッド210をそれぞれ予め決められた原点高さ、例えば基板300上面に対するヘッド210下端の高さを80mmにする。
An operation in component mounting of the mounting
First, as shown in FIG. 3A, the
次に、図3(b)に示すように、駆動部によりヘッド210を所定の高さ、例えば基板300上面に対するヘッド210下端の高さが20mmになるまで下方に移動させる。
Next, as shown in FIG. 3B, the
次に、図3(c)に示すように、シリンダ230によりディスペンサ220を下方に押圧し、ディスペンサ220の第2のストッパ部221をヘッド210の第1のストッパ部211に押し付ける。これによって、ディスペンサ220をヘッド210の動きに追従させることができる。このとき、シリンダ230は、駆動部のゲイン調節を乱さず、かつ第1のストッパ部211と第2のストッパ部221とが離れない範囲の力でディスペンサ220を押圧する。そして、ノズル222より接着剤310を吐出させ、基板300への接着剤310の塗布を開始する。
Next, as shown in FIG. 3C, the
次に、図3(d)に示すように、駆動部によりヘッド210を例えば1mmの範囲内で上下動させて、ディスペンサ220に所望の動きをさせつつ接着剤310の塗布を行った後、接着剤310の塗布を終了する。
Next, as shown in FIG. 3D, the
次に、図3(e)に示すように、シリンダ230によるディスペンサ220の押圧を停止し、ディスペンサ220を原点高さにする。そして、電子部品320の認識のために、駆動部によりヘッド210を所定の高さ、例えば基板300上面に対するヘッド210下端の高さが40mmになるまで上方に移動させた後、ヘッド210に電子部品320を吸着させる。
Next, as shown in FIG.3 (e), the press of the
次に、図3(f)に示すように、駆動部によりヘッド210を下方に移動させ、ヘッド210に吸着した電子部品320を基板300上面に載置する。
なお、実装ヘッド部120は、部品実装に際して図3(b)、(c)に示す動作ではなく図4(a)、(b)に示す動作をおこなってもよい。
すなわち、シリンダ230によりディスペンサ220を下方に押圧し、第2のストッパ部221を第1のストッパ部211に押し付けた後(図4(a))、駆動部によりヘッド210を所定の高さまで下方に移動させて、ディスペンサ220を下方に移動させ、基板300への接着剤310の塗布を開始してもよい(図4(b))。
Next, as illustrated in FIG. 3F, the
The mounting
That is, after the
以上のように本実施の形態のフリップチップボンダによれば、実装ヘッド部120のディスペンサ220において、ノズル222先端の基板300上面に対する高さ調節は、実装ヘッド部120のヘッド210を上下動させる駆動部により行われる。よって、専用駆動源を設けることなく、機械制御により基板上面に対するノズル先端の高さを調節することができるので、本実施の形態のフリップチップボンダは、塗布量や塗布パターンを容易に変更することが可能な低コストのフリップチップボンダを実現することができる。
As described above, according to the flip chip bonder of the present embodiment, in the
また、本実施の形態のフリップチップボンダによれば、実装ヘッド部120のディスペンサ220による基板300への接着剤310の塗布に際して、ディスペンサ220のノズル222に所望の上下動をさせることができる。よって、接着剤の塗布に際して、描画の太さを調節することができるので、本実施の形態のフリップチップボンダは、基板に複雑な塗布パターンを描くことができるフリップチップボンダを実現することができる。更に、接着剤310の塗布を終了する際に、はじめは低速でノズルを上昇させた後、高速でノズルを上昇させることができるので、ノズルが接着剤供給箇所から離れる際に発生する糸引き現象を回避することができ、容易にノズルから接着剤を切ることができるフリップチップボンダを実現することができる。
Further, according to the flip chip bonder of the present embodiment, when the adhesive 310 is applied to the
また、本実施の形態のフリップチップボンダによれば、第1のストッパ部211と第2のストッパ部221とが接触したことを感知するセンサー等を有する。よって、第1のストッパ部と第2のストッパ部とを確実に接触させることができるので、ヘッドの高さ精度と同じ高さ精度で基板上面に対するノズル先端の高さを調節することが可能なフリップチップボンダを実現することができる。
In addition, the flip chip bonder according to the present embodiment includes a sensor that senses that the
なお、本実施の形態のフリップチップボンダにおいて、実装ヘッド部120のディスペンサ220におけるノズル222先端の基板300上面に対する高さ調節は、実装ヘッド部120のヘッド210を上下動させる駆動部により行われるとした。しかし、実装ヘッド部は、更に仮圧ヘッドを備え、ノズル先端の基板上面に対する高さ調節は、仮圧ヘッドを上下動させる駆動部により行われてもよい。
In the flip chip bonder of the present embodiment, the height adjustment of the tip of the
本発明は、部品実装装置に利用でき、特にフリップチップボンダ等に利用することができる。 The present invention can be used for a component mounting apparatus, and in particular, can be used for a flip chip bonder or the like.
110 反転ヘッド部
120 実装ヘッド部
130 認識部
140 ステージ部
150 基板搬送部
210 ヘッド
211、610 第1のストッパ部
220、510 ディスペンサ
221、600 第2のストッパ部
222、511 ノズル
230、500 シリンダ
300、520 基板
310 接着剤
320 電子部品
530 接合材料
620 フレーム
DESCRIPTION OF
Claims (10)
押圧手段と、
前記押圧手段と接続され、基板に接合材料を塗布する上下動自在なディスペンサとを備え、
前記ヘッドは、第1のストッパ部を有し、
前記ディスペンサは、前記押圧手段による下方向への力での押圧により前記第1のストッパ部と接触した状態となる第2のストッパ部を有する
ことを特徴とする部品実装装置。 A vertically movable head used for component mounting;
Pressing means;
A dispenser that is connected to the pressing means and is movable up and down to apply a bonding material to the substrate;
The head has a first stopper portion,
The dispenser has a second stopper portion that comes into contact with the first stopper portion when pressed by a downward force by the pressing means.
前記第1のストッパ部は、前記ディスペンサに向かって突き出た凸部であり、
前記第2のストッパ部は、前記ヘッドに向かって突き出た凸部である
ことを特徴とする請求項1に記載の部品実装装置。 The dispenser and the head are arranged side by side,
The first stopper portion is a convex portion protruding toward the dispenser,
The component mounting apparatus according to claim 1, wherein the second stopper portion is a convex portion protruding toward the head.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の部品実装装置。 The component mounting apparatus according to claim 1, wherein the pressing unit presses the dispenser when the bonding material is applied by the dispenser.
ことを特徴とする請求項3に記載の部品実装装置。 The component mounting apparatus according to claim 3, wherein the pressing unit does not press the dispenser when the bonding material is not applied.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の部品実装装置。 The downward force is a force that does not disturb the vertical movement of the head and does not bring the first stopper portion and the second stopper portion into a non-contact state. The component mounting apparatus of any one of 1-4.
前記第1のストッパ部と前記第2のストッパ部とが接触したことを認識する認識手段を備える
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の部品実装装置。 The component mounting apparatus further includes:
The component mounting apparatus according to claim 1, further comprising a recognition unit that recognizes that the first stopper portion and the second stopper portion are in contact with each other.
前記第1のストッパ部と前記第2のストッパ部とが接触した状態を維持したまま、前記ディスペンサにより前記塗布を行う塗布ステップを含む
ことを特徴とする部品実装装置の駆動方法。 A driving method of a component mounting apparatus having a first stopper portion and a vertically movable head used for component mounting, and a second stopper portion and a vertically movable dispenser for applying a bonding material to a substrate Because
A driving method for a component mounting apparatus, comprising: a coating step of performing the coating with the dispenser while maintaining a state in which the first stopper portion and the second stopper portion are in contact with each other.
ことを特徴とする請求項7に記載の部品実装装置の駆動方法。 The method for driving a component mounting apparatus according to claim 7, wherein the head is moved up and down in the application in the application step.
前記塗布を終了し、前記第2のストッパ部と前記第1のストッパ部とを非接触の状態とする塗布終了ステップを含む
ことを特徴とする請求項7又は8に記載の部品実装装置の駆動方法。 The component mounting apparatus driving method further includes:
The driving of the component mounting apparatus according to claim 7, further comprising an application end step of ending the application and bringing the second stopper portion and the first stopper portion into a non-contact state. Method.
前記塗布を行う位置まで前記ヘッドを移動させた後、前記第1のストッパ部と前記第2のストッパ部とを接触の状態とする塗布準備ステップを含む
ことを特徴とする請求項7〜9のいずれか1項に記載の部品実装装置の駆動方法。 The component mounting apparatus driving method further includes:
10. The coating preparation step of bringing the first stopper portion and the second stopper portion into contact with each other after moving the head to a position where the coating is performed. A method for driving a component mounting apparatus according to any one of the preceding claims.
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