JP2005301725A - Icチップの実装装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ICチップを迅速にアンテナの所定箇所に取り付けることができるICチップの実装装置の提供。
【解決手段】 ICチップの実装装置は、シートガイド22の突出部22aに設けられ、このシートガイド22の突出部22aに支持されたICチップ付シート40をアンテナ形成済シート1a側に押圧する押圧手段35と、押圧手段35に接続された超音波発生装置36とを備えている。超音波発生装置36は押圧手段35に対して超音波による水平方向の振動を与えるものである。
【選択図】 図1

Description

本発明は、ICチップの実装装置に係わり、とりわけICチップをアンテナ側に迅速に取り付けることができるICチップの実装装置に関する。
従来、ICチップをアンテナの所定の箇所に取り付ける実装方法において、ウエハを反パターン面上で一枚のダイシングテープ上に貼り付けてXY軸方向にダイシングし、ダイシングテープに紫外線を照射する等して粘着力を低下させている。次に細い吸引管でICチップをパターン面側から吸引してダイシングテープから剥がし取り、このICチップを他の吸引管で反パターン面側から吸引して受け取り、この吸引管でICチップを所定の箇所へと搬送し、そのパターン面側をあらかじめ導電性接着剤を塗布したアンテナの所定の箇所に押し付けている。
従来のICチップの実装装置によれば、二種類の吸引管を用意し、各吸引管に複雑な運動をさせなければならないので、ICチップを取り付けるための装置構造が複雑化し、生産効率も低下するという問題がある。また、ICチップは近年ますます小型化の傾向にあり、例えば一辺が0.1mm〜0.2mm程度の大きさのものも生産されるが、このように小さくなると吸引管による搬送が困難となる。
また、ICチップの実装装置においては、生産効率を向上させるために、ICチップ付シートのICチップをアンテナ形成済シート受台のアンテナに迅速に実装することが求められている。
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、ICチップを迅速にアンテナの所定箇所に取り付けることができるICチップの実装装置を提供することを目的とする。
本発明は、基材シートと、この基材シート上に設けられたアンテナとを有するアンテナ形成済シートを載置するアンテナ形成済シート受台と、アンテナ形成済シート受台の上方に設置され、下方に向かって湾曲して突出する突出部を有し、支持シートと、この支持シート上に直線状に設けられるとともに予め分離され、各々が電極を有する多数のICチップとからなるICチップ付シートを案内するシートガイドと、シートガイドの突出部に設けられ、このシートガイドの突出部に支持されたICチップ付シートをアンテナ形成済シート側に押圧する押圧手段と、押圧手段に接続され、この押圧手段に対して超音波による水平方向の振動を与える超音波発生装置とを備えたことを特徴とするICチップの実装装置である。
本発明のICチップの実装装置によれば、ICチップ付シートがシートガイドの突出部にきたときに、この突出部によりICチップ付シートを湾曲させることができ、支持シートからICチップが剥離し易い状態となる。この状態で押圧手段によりICチップ付シートを押圧するとともに、超音波発生装置による振動を押圧手段からICチップ付シートに伝達することにより、ICチップが支持シートからより確実に剥離される。同時に、ICチップ付シートに伝達された振動により、ICチップの電極がアンテナに擦り付けられて金属結合を行う。このため、ICチップを迅速にアンテナの所定箇所に確実に取り付けることができる。
本発明のICチップの実装装置においては、押圧手段がシートガイドの突出部にあるICチップ付シートのICチップを振動させて、ICチップの電極をアンテナ形成済シートのアンテナに擦り付けてICチップをアンテナ上に実装することが好ましい。
本発明のICチップの実装装置においては、押圧手段がICチップ付シートを保持する凹部を有することが好ましい。
これにより、シートガイドの突出部において、ICチップ付シートを押圧手段の凹部に確実に保持することができ、このシートガイドの突出部においてICチップ付シートの位置が幅方向にずれることを抑止することができる。
本発明のICチップの実装装置においては、シートガイドの突出部の上流側近傍に設けられ、ICチップ付シートのICチップを撮像するCCDカメラと、CCDカメラからの撮像信号に基づいてシートガイドの突出部におけるICチップ付シートの位置合わせを行う制御部とを備えたことが好ましい。
これにより、CCDカメラによってICチップ付シートのICチップの位置が確認され、この情報に基づいて制御部がシートガイドの突出部におけるICチップ付シートの位置合わせを行う。このため、ICチップ付シートのICチップをアンテナの所定箇所に的確に実装することができる。
本発明によれば、ICチップの実装装置において、ICチップ付シートがシートガイドの突出部にきたときに、この突出部によりICチップ付シートを湾曲させることができ、支持シートからICチップが剥離し易い状態となる。この状態で押圧手段によりICチップ付シートを押圧するとともに、超音波発生装置による振動を押圧手段からICチップ付シートに伝達することにより、ICチップが支持シートからより確実に剥離される。同時に、ICチップ付シートに伝達された振動により、ICチップの電極がアンテナに擦り付けられて金属結合を行う。このため、ICチップを迅速にアンテナの所定箇所に確実に取り付けることができる。
図1乃至図8を参照して本発明の実施の形態について説明する。
まず、本発明によるICチップの実装装置により得られた非接触ICタグについて図5乃至図7を用いて説明する。
図5は、非接触ICタグを示す斜視図であり、図6は、図5の非接触ICタグの製造工程を段階的に示す説明図であり、図7は、図5の非接触ICタグのICチップの実装工程を示す説明図である。
図5に示すように、この非接触ICタグは、基材シート1と、基材シート1上に渦巻状に形成されたアンテナ2と、アンテナ2の端部間を連結する連結片3と、アンテナ2に接合されたICチップ4とを備えている。
アンテナ2は、例えばアルミニウム、銅等の金属よりなり、紙、樹脂等を材料とする基材シート1上に、エッチング、シルクスクリーン印刷等により形成される。連結片3は、金属箔等の導電性シートによって短冊状に形成され、その両端がアンテナ2の端部に導電性接着剤により接着される。ICチップ4は下面がパターン面となっており、このパターン面にアンテナ2に接続するための電極4a、4bが形成されている(図7参照)。これらの電極4a、4bは例えばアルミニウム、銅等の金属よりなる。
この非接触ICタグの表面は、例えば樹脂フィルム等の図示しない保護層により覆われて完成品となる。この非接触ICタグのICチップ4に対し、図示しない読取書込器により磁界内において種々の情報読み取りまたは書き込みが行われる。
次に本発明によるICチップの実装装置20の製造工程において用いられるICチップ付シート40の製造方法について図8を用いて説明する。
図8は、ICチップ付シート40の製造工程を示す説明図である。
ICチップの実装装置20においては、支持シート6aと、支持シート6a上に直線状に設けられるとともに予め分離された多数のICチップ4とからなるICチップ付シート40が用いられる。
このICチップ付シート40の製造方法としては、まず、図8(A)に示す完成したウエハ5を、図8(B)に示すように、そのパターン面が露出するよう複数枚のダイシングテープ6、7と重ね合わせてダイシング用定盤8上に固定する。
ダイシングテープ6、7は、加熱または所定波長の光照射により粘着力が低下する粘着剤層(図示せず)が形成されたシートであり、この粘着剤層を介して複数枚のダイシングテープ6、7が貼り合わされ、最上層のダイシングテープ6の粘着剤層にウエハ5が貼り付けられる。ダイシングテープ6、7としては市販品を用いることができる。
貼り付ける順序は、先にダイシングテープ6、7同士を貼り合わせた後にウエハ5を貼り付けてもよいし、ウエハ5をダイシングテープ6に貼り付けた後、このダイシングテープ6に他のダイシングテープ7を貼り付けるようにしてもよい。
次に図8(C)に示すように、上層のダイシングテープ6の肉厚の中程まで至る切込み深さでウエハ5をX軸方向にダイシングする。
ウエハ5とダイシングテープ6、7の積層体はダイシング用定盤8上に固定され、図示しないダイアモンドカッターによりX軸方向に上層のダイシングテープ7の肉厚の中程まで多数本の切込み9が入れられる。
その後、図8(D)に示すように、下層のダイシングテープ7の肉厚の中程まで至る切込み深さでウエハ5をY軸方向にダイシングする。
この切込み10は、上記ダイアモンドカッターにより、平滑なダイシング用定盤8の表面を傷つけないように、Y軸方向に下層のダイシングテープ7の肉厚の中程まで多数本入れられる。
図8(D)に示す工程は図8(C)に示す工程よりも先に行うこともできる。
次に、図8(E)に示すように、ダイシングテープ6、7を上下層間で剥離してY軸方向に伸びる帯状のテープ片の支持シート6aに分割して取り出す。
テープ片の支持シート6aの分割に先立ち、図8(D)に示すウエハ5とダイシングテープ6、7の積層体に対して加熱しまたは所定波長の光である紫外光を照射し、ダイシングテープ6、7の粘着剤層の粘着力を低下させる。加熱または紫外光照射の後、上層のダイシングテープ6を下層のダイシングテープ7から剥離することにより、図8(E)に示すように多数のICチップ4を担持した多数本のテープ片の支持シート6aが取り出される。
なお、加熱または紫外光照射によりICチップ4を保持する上層のダイシングテープ6の粘着力も低下するが、あらかじめダイシングテープ6、7間の粘着力よりもウエハ5とダイシングテープ6との間の粘着力を強くしておくことにより、また、加熱または紫外光照射はダイシング用定盤8の下方から行われることにより、この剥離工程においてICチップ4が上層のダイシングテープ6から剥落することはない。
また、例えば、ウエハ5と上層のダイシングテープ6との粘着を加熱により粘着力が低下する粘着剤層で行い、ダイシングテープ6、7同士の粘着を紫外光照射により粘着力が低下する粘着剤層で行うようにするといったように、ダイシングテープ6、7同士の剥離とICチップ4の剥離とを相互に異なる粘着力低下手段により行うようにしてもよい。このようにしてより確実にICチップ4の剥落が防止される。
上述のようにして、テープ片の支持シート6aと、この支持シート6a上に一列に直線状に並んで配置された多数のICチップ4とからなるICチップ付シート40が得られる。この場合、支持シート6aを複数縦方向に直列に連結することにより、細長いICチップ付シート40を得ることができる。
以下、本発明によるICチップの実装装置について、図1乃至図4を用いて説明する。
図1は、本発明によるICチップの実装装置を示す概略断面図であり、図2は、図1のICチップの実装装置のA−A矢視断面図であり、図3は、図2のICチップの実装装置の押圧手段の下部の拡大断面図であり、図4は、図1のICチップの実装装置の全体図である。
図1に示すように、ICチップの実装装置20は、基材シート1と、この基材シート1上に設けられたアンテナ2とを有するアンテナ形成済シート1aを載置するアンテナ形成済シート受台21と、アンテナ形成済シート受台21の上方に設置され、下方に向かって湾曲して突出する突出部22aを有するシートガイド22とを備えている。このシートガイド22は、支持シート6aと、この支持シート6a上に直線状に設けられるとともに予め分離された多数のICチップ4とからなるICチップ付シート40を案内するものである。
シートガイド22の突出部22a内には、このシートガイド22の突出部22aに支持されたICチップ付シート40をアンテナ形成済シート1aに押圧する押圧手段35が設けられ、押圧手段35に超音波発生装置36が接続されている。超音波発生装置36は、押圧手段35に対して超音波による水平方向の振動を与えるものである。
ICチップ付シート40は、上述した図8(A)〜(E)に示す工程により製造され、ロール状に巻付けられた後、図4に示すように、巻出部30から案内ローラ32を経てシートガイド22側へ供給される。シートガイド22側へ供給されたICチップ付シート40のICチップ4は、このシートガイド22において支持シート6aから剥離されてアンテナ形成済シート1aのアンテナ2に接着するようになっている(図6参照)。また、ICチップ付シート40はシートガイド22においてICチップ4が剥離された後、案内ローラ33を経て巻取部31に送られる。
次にシートガイド22について詳述する。
図1に示すように、シートガイド22は、下方に向かって凸となる断面略二等辺三角形状をなし、アンテナ形成済シート受台21側に近接する突出部22aを有している。この突出部22aは、略二等辺三角形の頂角に対応するとともに、アンテナ形成済シート受台21側に向かって湾曲して突出している。
このため、このシートガイド22の突出部22aに支持されたICチップ付シート40もアンテナ形成済シート受台21側に向かって湾曲し、R形状を形成する。
この場合、シートガイド22の突出部22aにおいて、ICチップ付シート40のICチップ4はアンテナ形成済シート受台21側を向き、支持シート6aはアンテナ形成済シート受台21と反対側の上方を向く。このため、ICチップ付シート40を湾曲させることにより、ICチップ4と支持シート6aとの接触面積が小さくなるため、ICチップ4を支持シート6aから容易に剥離することができる(図7参照)。
次に押圧手段35および超音波発生装置36について詳述する。
押圧手段35は、図1および図2に示すように、シートガイド22内において垂直方向に延びるよう設けられており、その下端部がシートガイド22の突出部22aから下方に突出している。
この押圧手段35としては、例えばコレットを用いることができる。
シートガイド22の突出部22aにおいて、押圧手段35はICチップ付シート40をアンテナ形成済シート1aに押圧するようになっている。
また、シートガイド22内に、ICチップ付シート40を押圧するよう押圧手段35を駆動する駆動部35bが設置されている。
図3に示すように、この押圧手段35はその下端部にICチップ付シート40を保持する凹部35aを有している。このように、押圧手段35が凹部35aを有するため、シートガイド22の突出部22aにおいて、ICチップ付シート40を押圧手段35の凹部35aに確実に保持することができる。
超音波発生装置36は、図2に示すように、水平方向に配置され、シートガイド22に対して直交して設けられており、この超音波発生装置36の先端部は押圧手段35に取り付けられている。前述のように、超音波発生装置36は、水平方向の超音波振動を生じさせ、この振動を押圧手段35に伝達するものである。
この超音波発生装置36としては、例えば超音波ホーンを用いることができる。
また、シートガイド22の突出部22aの上流側近傍にICチップ付シート40のICチップ4を撮像するCCDカメラ41が設けられ、CCDカメラ41からの撮像信号が制御部42に入力される。制御部42はCCDカメラ41からの撮像信号に基づいて、巻出部30および巻取部31を制御駆動してICチップ付シート40の位置合わせを行った後、超音波発生装置36を作動させて押圧手段35を水平方向に振動させるようになっている。
次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
まず、図6に示すように、基材シート1上にアンテナ2を設けるとともに、アンテナ2の端部を連結片3によって連結されたアンテナ形成済シート1aが、シートガイド22の下方に設置されたアンテナ形成済シート受台21上へ送られる。このとき、アンテナ形成済シート1aのアンテナ2のうち、ICチップ4が実装される部分に、予め導電性接着剤11がディスペンサまたはシルクスクリーン印刷等により塗布される。導電性接着剤11としては、異方性導電フィルムまたはペーストが用いられる。
アンテナ形成済シート受台21上にアンテナ形成済シート1aが送られると、アンテナ形成済シート1aが停止する。
この間、巻出部30から、支持シート6aとICチップ4とを有するICチップ付シート40が巻出され、このICチップ付シート40はシートガイド22側へ供給される。ICチップ付シート40は図1の矢印L方向に送られ、シートガイド22の下端に形成された突出部22aに到る。
この際、シートガイド22に沿って案内されるICチップ付シート40のICチップ4がCCDカメラ41により撮像され、CCDカメラ41からの撮像信号に基づいて制御部42により巻出部30および巻取部31が駆動制御される。このようにしてシートガイド22の突出部22aにおいて、ICチップ付シート40の位置合わせが行われてICチップ付シート40が停止される。このときにICチップ付シート40のICチップ4が突出部22aの下端に位置決めされる。
次に、ICチップ付シート40がシートガイド22の突出部22aにきたときに、この突出部22aによりICチップ付シート40を図7に示すようにR状に湾曲させることができ、ICチップ4と支持シート6aとの接触面積を小さくすることができるので、支持シート6aからICチップ4が剥離し易い状態となる。
この状態で、制御部42から駆動部35bに制御信号が送られることにより、駆動部35bが押圧手段35を駆動させてこの押圧手段35がICチップ付シート40をアンテナ形成済シート1a側に押圧する。同時に、制御部42からの制御信号により、超音波発生装置36による水平方向の振動が押圧手段35に伝達される。このとき、超音波発生装置36から押圧手段35に伝わる振動が押圧手段35を介してICチップ付シート40に伝達される。このことにより、ICチップ4と支持シート6aとの間の粘着力が弱められ、ICチップ4が支持シート6aからより確実に剥離される。
同時に、ICチップ付シート40に伝達された振動により、ICチップ4の電極4a、4bがアンテナ2に擦り付けられて金属結合を行う。具体的には、電極4a、4bおよびアンテナ2はそれぞれアルミニウム、銅等の金属よりなるので、これらの金属が互いに擦り合わせされて結合される。このため、ICチップ4を迅速にアンテナ2の所定箇所に確実に取り付けることができる。
アンテナ2上にICチップ4が接着された後、アンテナ形成済シート1aはアンテナ形成済シート受台21から更に下流側へ送られる(図6参照)。
一方、ICチップ付シート40は、ICチップ4が支持シート6aから剥離された後、支持シート6aのみとなって巻取部31側へ送られる(図4参照)。
以上のように、本実施の形態によれば、ICチップの実装装置20において、ICチップ付シート40がシートガイド22の突出部22aにきたときに、この突出部22aによりICチップ付シート40を湾曲させることができ、支持シート6aからICチップ4が剥離し易い状態となる。この状態で押圧手段35によりICチップ付シート40を押圧するとともに、超音波発生装置36による振動を押圧手段35からICチップ付シート40に伝達することにより、ICチップ4が支持シート6aからより確実に剥離される。同時に、ICチップ付シート40に伝達された振動により、ICチップ4の電極4a、4bがアンテナ2に擦り付けられて金属結合を行う。このため、ICチップ4を迅速にアンテナ2の所定箇所に確実に取り付けることができる。
具体的には、本願発明者により行われた試験によれば、押圧手段35および超音波発生装置36を有するICチップの実装装置20において、ICチップ4がアンテナ2に係合してから実装されるまでのICチップ実装時間は0.3秒〜0.5秒の範囲内であった。
一方、本発明によるICチップの実装装置20を用いる代わりに、熱接合によりICチップをアンテナに実装させるICチップの実装装置を用いた比較例においては、ICチップ実装時間は10秒を超えた。
このように、熱接合によりICチップをアンテナに実装させるICチップの実装装置においては、上述のようにICチップ実装時間が長くなるという問題があり、このICチップ実装時間の短縮化を図るために更にシートガイド22の突出部22aにおけるICチップ付シート40に紫外線を照射する紫外線照射装置を設置する必要が生じることがある。
他方、本発明によるICチップの実装装置20においてはこのような紫外線照射装置を設置する必要がなく、設置コストおよびランニングコストを低減することができる。
また、押圧手段35がICチップ付シート40を保持する凹部35aを有しているため、シートガイド22の突出部22aにおいて、ICチップ付シート40を押圧手段35の凹部35aに確実に保持することができ、このシートガイド22の突出部22aにおいてICチップ付シート40の位置が幅方向にずれることを抑止することができる。
また、シートガイド22の突出部22aの上流側近傍に設けられ、ICチップ付シート40のICチップ4を撮像するCCDカメラ41と、CCDカメラ41からの撮像信号に基づいてシートガイド22の突出部22aにおけるICチップ付シート40の位置合わせを行う制御部42とを備えている。このため、CCDカメラ41によってICチップ付シート40のICチップ4の位置が確認され、この情報に基づいて制御部42がシートガイド22の突出部22aにおけるICチップ付シート40の位置合わせを行うので、ICチップ付シート40のICチップ4をアンテナ2の所定箇所に的確に実装することができる。
本発明によるICチップの実装装置を示す概略断面図。 図1のICチップの実装装置のA−A矢視断面図。 図2のICチップの実装装置の押圧手段の下部の拡大断面図。 図1のICチップの実装装置の全体図。 非接触ICタグを示す斜視図。 図5の非接触ICタグの製造工程を段階的に示す説明図。 図5の非接触ICタグのICチップの実装工程を示す説明図。 ICチップ付シートの製造工程を示す説明図。
符号の説明
1 基材シート
1a アンテナ形成済シート
2 アンテナ
3 連結片
4 ICチップ
4a、4b 電極
5 ウエハ
6、7 ダイシングテープ
6a 支持シート
8 ダイシング用定盤
9、10 切込み
11 導電性接着剤
20 ICチップの実装装置
21 アンテナ形成済シート受台
22 シートガイド
22a 突出部
30 巻出部
31 巻取部
32、33 案内ローラ
35 押圧手段
35a 凹部
35b 駆動部
36 超音波発生装置
40 ICチップ付シート
41 CCDカメラ
42 制御部

Claims (4)

  1. 基材シートと、この基材シート上に設けられたアンテナとを有するアンテナ形成済シートを載置するアンテナ形成済シート受台と、
    アンテナ形成済シート受台の上方に設置され、下方に向かって湾曲して突出する突出部を有し、支持シートと、この支持シート上に直線状に設けられるとともに予め分離され、各々が電極を有する多数のICチップとからなるICチップ付シートを案内するシートガイドと、
    シートガイドの突出部に設けられ、このシートガイドの突出部に支持されたICチップ付シートをアンテナ形成済シート側に押圧する押圧手段と、
    押圧手段に接続され、この押圧手段に対して超音波による水平方向の振動を与える超音波発生装置とを備えたことを特徴とするICチップの実装装置。
  2. 押圧手段がシートガイドの突出部にあるICチップ付シートのICチップを振動させて、ICチップの電極をアンテナ形成済シートのアンテナに擦り付けてICチップをアンテナ上に実装することを特徴とする請求項1記載のICチップの実装装置。
  3. 押圧手段がICチップ付シートを保持する凹部を有することを特徴とする請求項1または請求項2記載のICチップの実装装置。
  4. シートガイドの突出部の上流側近傍に設けられ、ICチップ付シートのICチップを撮像するCCDカメラと、
    CCDカメラからの撮像信号に基づいてシートガイドの突出部におけるICチップ付シートの位置合わせを行う制御部とを備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のICチップの実装装置。
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