JP2006289820A - Mount apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
インクジェット用ヘッドの記録素子を素子基板に高精度接着固定するマウント装置であり、特に記録素子の貼り合わせ固定に使用するフィンガーに関する。
BACKGROUND OF THE
図6は本発明におけるインクジェット方式の記録ヘッドである。 FIG. 6 shows an ink jet recording head according to the present invention.
記録ヘッド500は記録素子ユニット10(図4参照)とチップタンクの接合体であるチップタンクユニット501と複数のインクタンク503を収容するタンクホルダ502とが組み付けられて構成されている。
The
前記チップタンクユニットの構成要素である記録素子ユニット10は図4の分解斜視図に示すように、インクを吐出するノズル列を有した記録素子201,202、プリンタ本体からの電気信号を受け取る為の外部信号入力端子を有した電気配線テープ401、前記記録素子が接着によりマウントされる素子基板100および前記電気配線テープが接着により貼り合わされるマクラ部材301から構成されている。
As shown in the exploded perspective view of FIG. 4, the
チップタンクには記録素子組み付けの位置決め部と記録素子ユニットへのインク供給路が形成されており、前記インク供給路にはフィルターが溶着され、その周囲にはシールゴムが組み付けられている(図示なし)。 The chip tank is provided with a recording element assembly positioning portion and an ink supply path to the recording element unit. A filter is welded to the ink supply path, and a seal rubber is assembled around the ink supply path (not shown). .
記録素子ユニットは前記チップタンクと精度良く位置決めしてネジで固定する。その後、前記電気配線テープの外部信号入力端子とプリンタ本体からの電気信号を受け取るPWB基板を電気的に接続する。 The recording element unit is positioned accurately with the chip tank and fixed with screws. Thereafter, an external signal input terminal of the electrical wiring tape is electrically connected to a PWB substrate that receives an electrical signal from the printer body.
電気接続部分はインクによる腐食や外的衝撃から保護する為に、第1の封止剤11及び第2の封止剤12により封止される(図5参照)。第1の封止剤は、主に記録素子の外周部を封止し、第2の封止剤は、記録素子と電気配線テープとの接続部の表側を封止している。封止後、電気配線テープの外部入力端子側をチップタンクの外形に合わせて折り曲げ、さらにPWBを熱加締めによってチップタンクに固定する。こうして前記チップタンクユニットが完成する。
The electrical connection portion is sealed with the
次に記録素子ユニット10について図4を用いて説明する。
Next, the
記録素子ユニットは素子基板100、第2の基板301、記録素子201,202および電位配線テープ401で構成され、記録素子は高精度に貼り合わされたチップマウントユニットと前記素子基板に接着接合された第2の基板に電気配線テープを全面接着し、その後記録素子ユニットの周囲ならびに電気的接続部を封止してなる。
The recording element unit includes an
記録素子201,202はサイドシューター型バブルジェット(登録商標)基板として公知の構造であり、図7で示すように厚さ0.5〜1mmのSi基板202bにインク流路として長溝状の貫通口からなるインク供給口202cと、インク供給口を挟んだ両側にそれぞれ1列ずつ千鳥状に配列された吐出手段であるヒーター列202d、前記ヒーターに電気配線により接続され基板の両外側に接続パッドが配列された電極部202eを有する。接続パッドにはAuスタッドバンプが形成されている。またノズル列202aは樹脂材料でフォトリソ技術により形成されている。
The
電気配線テープ401はテープ基材、配線、カバー層の積層体であり、記録素子201,202に対してインクを吐出するための電気信号を印加する。一例としてTABテープが考えられる。記録素子に対応するデバイスホールの辺にあたる素子接続部には、配線がデバイスホールに露出してなるインナーリードが設けられている。電気配線テープはカバー層の側をタンク表面に接着層を介して接着固定される。
The
電気配線テープ401と記録素子201,202は、それぞれ熱超音波圧着法や異方性導電テープを介して電気的に接続される。TABテープの場合は熱超音波圧着法によるインナーリードボンディング(ILB)が好適である。図の記録素子ユニットにおいては、電気配線テープ401のインナーリードと記録素子上のスタッドバンプとがILB接合される。
The
そしてこの電気的接合部および記録素子側面に対して外的衝撃やインク付着を防止するため封止剤を塗布する。封止剤は熱硬化型が一般に使用され、記録素子の側面の封止と電気接続部の封止はそれぞれ物性および硬化条件がことなる2種類の接着剤(図5(11,12))で封止される。こうして塗布された封止剤が硬化すると記録素子ユニットは完成する。 Then, a sealant is applied to the electrical joint and the side surface of the recording element in order to prevent external impact and ink adhesion. As the sealant, a thermosetting type is generally used, and sealing of the side surface of the recording element and sealing of the electrical connection part are two types of adhesives (FIGS. 5 (11, 12)) having different physical properties and curing conditions, respectively. Sealed. When the encapsulant thus applied is cured, the recording element unit is completed.
次にマウント工程について説明する。 Next, the mounting process will be described.
マウント工程は記録素子を高精度で記録素子に貼り合わせる工程である。インクジェットヘッドにおけるインクを吐出する吐出口の位置を決定する中核になる工程のため高い精度が求められる。具体的には素子基板の基準に対する記録素子の位置を決める絶対精度と、記録素子どおしの位置関係を示す相対位置精度である。 The mounting process is a process of attaching the recording element to the recording element with high accuracy. High accuracy is required because it is a core process for determining the position of the ejection port for ejecting ink in the inkjet head. Specifically, the absolute accuracy for determining the position of the recording element with respect to the reference of the element substrate and the relative positional accuracy indicating the positional relationship between the recording elements.
マウントは部品供給→接着剤転写→仮固定→追加UV照射→ワーク排出→加熱キュアの工程手順で行われるが本発明は仮固定、特に記録素子の貼り合わせに使用するフィンガーに関するものである。 Although the mounting is performed in the process steps of component supply → adhesive transfer → temporary fixing → additional UV irradiation → work discharge → heat curing, the present invention relates to a finger used for temporary fixing, particularly for bonding of recording elements.
図3にマウント装置のフィンガーユニットを示す。 FIG. 3 shows the finger unit of the mounting device.
図3(b)はフィンガーユニットを示す側面図である。 FIG. 3B is a side view showing the finger unit.
フィンガーユニットには記録素子を吸着して貼り合わせるフィンガー5aと素子基板を位置決めして吸着保持するワーク受け台がガイド5gを介して取り付けられ、共に図示しない吸着穴が加工されている。このようにフィンガーは記録素子を、またワーク受け台は素子基板を吸着保持した状態で両者を上下方向から挟み込むようにして記録素子を素子基板にマウントする。
The finger unit is attached with a
図3(a)は従来のフィンガーを示す平面図であり、図3(b)はフィンガーの側面図である。従来のフィンガーは図1(a)で示すように記録素子を搬送したり貼り合せたりする時に吸着する吸着部を有し、かつUV光を照射して短時間で接着剤を硬化させるため記録素子の両端をフィンガー吸着部より外側に露出させている。このようにフィンガーの外形は記録素子の外形より小さく形成されている。よって仮固定時には予め転写やディスペンスなどの手法で接着剤が供給された素子基板に記録素子を押し付けることで記録素子の外周にはみ出させるようにして、はみ出した接着剤にUV光を照射して仮硬化させて記録素子を仮固定していた(例えば、特許文献1参照)。
記録素子の貼り合わせに使用する接着剤の機能は素子基板上に記録素子を固定するほかに、インクを吐出する時の記録素子の熱を素子基板に逃がす(放熱する)ことと、供給されたインクが漏れないようにするための封止の役割も重要である。インク流路の周りには確実に接着剤が満たされていることが重要であり、かつ放熱のためには接着剤の厚みは出来るだけ薄い方が望ましい。 In addition to fixing the recording element on the element substrate, the function of the adhesive used for bonding the recording elements is to release the heat of the recording element when discharging ink to the element substrate. The role of sealing to prevent ink from leaking is also important. It is important that the adhesive is surely filled around the ink flow path, and it is desirable that the thickness of the adhesive is as thin as possible for heat dissipation.
仮固定ではまずフィンガーに吸着された記録素子上に設けられたアライメントマークを画像処理しながら位置補正するアライメントを行う。次に予め接着剤が供給された素子基板に前記記録素子を押し付けて貼り合わせて接着剤を記録素子の外周部にはみ出させる。この時、図1(a)が示すように記録素子の両端部にUV光401aを照射して接着剤を硬化させて記録素子を仮固定する。 In the temporary fixing, first, alignment is performed to correct the position while performing image processing on the alignment mark provided on the recording element attracted by the finger. Next, the recording element is pressed and bonded to the element substrate to which the adhesive has been supplied in advance, so that the adhesive protrudes from the outer peripheral portion of the recording element. At this time, as shown in FIG. 1A, both ends of the recording element are irradiated with UV light 401a to cure the adhesive and temporarily fix the recording element.
しかしこの仮固定時のUV光を過剰に照射すると記録素子の外周だけでなく、それ以外の箇所に塗布した接着剤の硬化が進行してしまう。そこで、記録素子の仮固定において所望の箇所の接着剤を硬化すべく、UV光の照射領域を限定することが課題であった。 However, if the UV light at the time of temporary fixing is excessively irradiated, curing of the adhesive applied not only to the outer periphery of the recording element but also to other portions proceeds. Therefore, it has been a problem to limit the irradiation region of the UV light so as to cure the adhesive at a desired location in temporarily fixing the recording element.
本発明に係る目的は、記録素子のUV光照射による仮固定において、短時間で接着剤を硬化させて記録素子を貼り合せることができ、かつ仮固定に要する必要最低限のUV光を必要な箇所に限定して照射できるフィンガーを有したマウント装置を提供することである。 An object of the present invention is to temporarily fix a recording element by UV light irradiation, to cure the adhesive in a short time and to bond the recording element, and to require the minimum necessary UV light required for temporary fixing. It is to provide a mounting device having fingers that can be irradiated only in a place.
本発明は、前記課題を解決するために、接着剤で半導体部品を高精度接着固定するマウント装置において、
前記半導体部品を吸着して貼り合せるフィンガーに、
半導体部品を吸着する吸着部と、
少なくとも記録素子の外形より大きい遮光部と、
仮固定用の貫通穴スリットと、
を設けたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a mounting apparatus for high-precision bonding and fixing a semiconductor component with an adhesive.
To the finger that sucks and bonds the semiconductor component,
An adsorption part for adsorbing semiconductor components;
A light shielding portion that is at least larger than the outer shape of the recording element;
A through-hole slit for temporary fixing,
Is provided.
発明によれば、記録素子のマウントにおける仮固定時に照射するUV光を必要最低限な照射領域に限定して照射することが出来る。 According to the invention, it is possible to irradiate the UV light irradiated at the time of temporary fixing in the mount of the recording element by limiting to the minimum necessary irradiation region.
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to examples.
本発明の第1の実施例を説明する。 A first embodiment of the present invention will be described.
マウント工程では記録素子201,202をマクラ部材301と素子基板100の接着接合体に高精度で接着固定する。具体的には前記素子基板101の基準に対する記録素子の貼り合わせ位置を規定する絶対精度と複数の記録素子の相対位置を規定する相対精度が要求される。インクジェット記録ヘッドにおけるインクを吐出する吐出口の位置を規定する中核となる工程のためである。
In the mounting process, the
接着剤は紫外線・熱硬化併用硬化型が使用される。エポキシ樹脂と光・熱重合開始剤およびエポキシ系シランカップリング剤からなる。 As the adhesive, a UV / thermosetting combined curing type is used. It consists of an epoxy resin, a photo / thermal polymerization initiator, and an epoxy silane coupling agent.
以下に記録素子が素子基板にマウントするプロセスを説明する。 The process for mounting the recording element on the element substrate will be described below.
図2は本発明におけるマウント装置の概略を示す平面図である。 FIG. 2 is a plan view showing an outline of the mounting apparatus according to the present invention.
1.部品供給
1は記録素子の仮置き台であり記録素子を吸着する吸着穴が設けられている。記録素子が供給されると吸着で固定される。2は素子基板の仮置き台であり突き当てピンなどに突き当てて素子基板の仮置き位置を決める。
1. The
2.接着剤塗布
素子基板とマクラ部材の接合体に接着剤を供給する。仮置き台に置かれた素子基板を図示しない素子基板移載フィンガーで吸着して仮置き台から転写位置決め台3に移載する。この時x方向、y方向の位置決めクランプが交互に作動して転写位置決め台に設けられた位置決めピンに対して素子基板をx方向及びy方向から突き当てて位置決めを行い、その後転写位置決め台に設けられた吸着穴で吸着して固定する。
2. Adhesive application Supplies the adhesive to the joined body of the element substrate and the macula member. The element substrate placed on the temporary placement table is sucked by an element substrate transfer finger (not shown) and transferred from the temporary placement table to the transfer positioning table 3. At this time, the positioning clamps in the x direction and the y direction are alternately operated to position the element substrate against the positioning pins provided on the transfer positioning table from the x direction and the y direction, and then provided on the transfer positioning table. Adsorb and fix in the suction holes.
接着剤(紫外線・熱併用硬化型)は予め回転ステージ4a上に0.1mm程度の厚さで薄く展開されている。回転ステージは一定(矢印)の方向に等速回転して、同じく転写ステージ上に0.1mm程度の隙間で設定されたスキージによって薄い接着剤の層を形成している。接着剤は転写ピン4bの下降・上昇によって転写され、マクラ部材と素子基板の接合体に転写供給される。
The adhesive (ultraviolet / heat combined curing type) is spread thinly on the
3.画像処理/アライメント
上記2の転写工程により接着剤が供給された素子基板は図示しない素子基板移載フィンガーで吸着されて転写位置決め台からインデックスユニット上のワーク受け台(図3)5bに移載される。
3. Image processing / alignment The element substrate supplied with the adhesive in the above-described
同じく1で記録素子の仮置き台に吸着されている記録素子は仮置き台が前後動作してインデックスユニットのフィンガーの直下に移動してフィンガーに受け渡される。
Similarly, the recording element attracted to the temporary placing table of the
フィンガーに記録素子を吸着したインデックスはその状態を維持したままアライメントユニット7の方向に回転する。そこで記録素子のアライメントを行うため記録素子はフィンガーからアライメントユニットに受け渡される。 The index that adsorbs the recording element to the finger rotates in the direction of the alignment unit 7 while maintaining the state. Therefore, the recording element is transferred from the finger to the alignment unit in order to align the recording element.
アライメントユニットに受け渡された記録素子は吸着で固定されており、かつ記録素子に配されたアライメントマークを画像認識しながらx方向、y方向およびθの補正を行って所定の精度に追い込む。複数の記録素子を有する場合は3の動作を1チップ毎に順次行う。
The recording element delivered to the alignment unit is fixed by suction, and the x-direction, y-direction, and θ are corrected while recognizing the image of the alignment mark arranged on the recording element, and driven to a predetermined accuracy. When a plurality of recording elements are provided, the
4.貼り合わせ/仮UV照射
記録素子の貼り合わせ位置の画像処理が終わると記録素子は再度フィンガーに受け渡される。記録素子はフィンガーの吸着により記録素子の位置を保持した状態でマクラ部材と素子基板の接合体に貼り合わされ、接着剤は素子基板に押し広げられて記録素子の外周からはみ出す。この時UV光を照射してはみ出した接着剤を硬化させることにより記録素子の仮固定を行う。
4). Bonding / Temporary UV Irradiation When the image processing at the bonding position of the recording element is completed, the recording element is delivered to the finger again. The recording element is bonded to the joined member of the macula member and the element substrate while holding the position of the recording element by the finger adsorption, and the adhesive is spread on the element substrate and protrudes from the outer periphery of the recording element. At this time, the recording element is temporarily fixed by curing the adhesive that protrudes by irradiation with UV light.
5.追加UV照射
記録素子を構成するシリコン基板にはインク液室(AE)が形成されている。仮固定では記録素子の外周部、特にUV光が照射される領域の接着剤は硬化するが、直接UV光が照射されない記録素子と素子基板の間に存在する接着剤は未硬化のままである。そこで前記未硬化の接着剤がAEから這い上がって吐出口を詰まらせることがないように、UV光の照射を追加する。特に這い上がりやすいAE端部に対してUV光が照射される。
5. Additional UV irradiation An ink liquid chamber (AE) is formed on the silicon substrate constituting the recording element. In the temporary fixing, the adhesive in the outer peripheral portion of the recording element, particularly in the region irradiated with UV light is cured, but the adhesive existing between the recording element and the element substrate not directly irradiated with UV light remains uncured. . Therefore, UV light irradiation is added so that the uncured adhesive does not crawl up from the AE and clog the discharge port. In particular, UV light is applied to the end of the AE that tends to creep.
6.熱キュア
UV光で硬化されない部分を確実に硬化、固定させるため、150℃に設定されたクリーンオーブンに入れて所定の時間加熱する。
6). Heat cure In order to cure and fix the portion that is not cured with UV light, heat in a clean oven set at 150 ° C. and heat for a predetermined time.
こうして記録素子と素子基板の接合体であるマウントユニットが完成する。 Thus, a mount unit that is a joined body of the recording element and the element substrate is completed.
図1はフィンガーおよび仮固定の様子を示す平面図である。 FIG. 1 is a plan view showing a state of fingers and temporary fixing.
図1(a)は従来のフィンガーであり貼り合わせ時の接着剤の広がり方401cとUV光の照射領域401aを示す平面図である。 FIG. 1A is a plan view showing a conventional finger and a spreading method 401c of an adhesive at the time of bonding and an irradiation region 401a of UV light.
フィンガー401bは記録素子の長手外形寸法より小さく、記録素子の両端部は露出している。そして記録素子の端部(4箇所)に対してUV光が照射されて記録素子は仮固定される。401bの破線内領域は記録素子の吸着部であり、通常フィンガーの吸着溝は吐出口にかからない領域に設けられている。 The finger 401b is smaller than the longitudinal outer dimension of the recording element, and both ends of the recording element are exposed. Then, UV light is applied to the end portions (four locations) of the recording element, and the recording element is temporarily fixed. An area within a broken line 401b is an adsorption portion of the recording element, and an adsorption groove of a normal finger is provided in an area that does not reach the ejection port.
図1(b)は本発明におけるフィンガーである。 FIG.1 (b) is the finger in this invention.
フィンガーの長手外形寸法は記録素子より大きく、フィンガー自身にUV光照射用の貫通穴からなるスリット401eを有する。スリットは記録素子の両端外周からはみ出した接着剤に照射できるように、記録素子の外形両端部近傍に設けられる。またフィンガーは記録素子を吸着する吸着部と一体に形成されるため、高精度に設けることが出来る。更に記録素子の大きさの違いに合わせてスリットを形成することが出来るためフィンガーの共通設計が可能である。
The longitudinal outer dimension of the finger is larger than that of the recording element, and the finger itself has a
本発明第2の実施例を説明する。 A second embodiment of the present invention will be described.
図8は記録素子の仮固定の様子を示す側面であり、図8(a)は従来の仮固定、図8(b)は本発明第2の実施例を示す側面図である。 FIG. 8 is a side view showing a state of temporary fixing of the recording element, FIG. 8 (a) is a conventional temporary fixing, and FIG. 8 (b) is a side view showing a second embodiment of the present invention.
図8(a)に示すように従来は記録素子がフィンガーからオーバーラップし、かつはみ出した接着剤に対してUV光を照射していた。装置上では図示するように垂直方向ではなく若干角度(θ=20°以下)を設けて照射している。さらにこの時高いUV光照度を設定するに従い、直接光が照射されていない領域にある接着剤、即ち記録素子の裏面と素子基板の間に存在する接着剤の硬化が進行してしまうことが分かっている。 As shown in FIG. 8A, conventionally, the recording element is overlapped from the finger, and UV light is irradiated to the protruding adhesive. On the apparatus, as shown in the figure, irradiation is performed with a slight angle (θ = 20 ° or less) instead of the vertical direction. Furthermore, as the UV illuminance is set to be high at this time, it is understood that the curing of the adhesive in the region not directly irradiated with light, that is, the adhesive existing between the back surface of the recording element and the element substrate proceeds. Yes.
そこで本発明第2の実施例では図9に示すように仮固定用のUV照射用スリットを特定箇所に限定して設けることを特徴とする。 Therefore, in the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 9, a UV fixing slit for temporary fixing is limited to a specific location.
例えば図9(a)は記録素子の隅部に限定している。図9(b)は記録素子の端部中央部に限定している。このように記録素子の大きさ(長さや幅)に応じて最適なUV照射領域を限定することにより、記録素子の仮固定における接着剤のUV光での硬化を必要最低限に限定してその他の未硬化接着剤は熱キュアによって硬化させることにより強固な接着性を得る事ができる。 For example, FIG. 9A is limited to the corner of the recording element. FIG. 9B is limited to the central portion of the end of the recording element. In this way, by limiting the optimum UV irradiation region according to the size (length and width) of the recording element, the curing of the adhesive with UV light in temporarily fixing the recording element is limited to the minimum necessary. This uncured adhesive can be cured by heat curing to obtain strong adhesiveness.
本発明によるフィンガーは記録素子の吸着部と同一部品内に形成することにより照射領域の高精度な設定が可能となり、また記録素子の大きさの変化に依存しない記録素子の仮固定に要する照射領域の設定が可能となる。 The finger according to the present invention is formed in the same part as the suction portion of the recording element, so that the irradiation area can be set with high accuracy, and the irradiation area required for temporarily fixing the recording element independent of the change in the size of the recording element. Can be set.
1 記録素子仮置き台
2 素子基板仮置き台
3 転写位置決め台
4a 回転ステージ
4b 転写ピン
5 インデックスユニット
5a フィンガー
5b インデックス受け台
5c 記録素子吸着穴
5d 記録素子吸着面
5e 耐磨耗部品
5f 吸着用エア継ぎ手
5g ガイド
6 インデックスユニット
7 アライメントユニット
10 記録素子ユニット
11 接着剤1
12 接着剤2
100 素子基板
201 記録素子(カラー)
202 記録素子(ブラック)
301 第2の基板
401 電気配線テープ
401a UV光の照射領域
401b フィンガー
401c 接着剤の広がり方
401d カバー層
401e スリット
DESCRIPTION OF
12
100
202 Recording element (black)
301
Claims (5)
前記半導体部品を吸着して貼り合せるフィンガーに、
半導体部品を吸着する吸着部と、
少なくとも記録素子の外形より大きい遮光部と、
仮固定用の貫通穴スリットと、
を設けたことを特徴とするマウント装置。 In a mounting device for high-precision bonding and fixing of semiconductor components with adhesives,
To the finger that sucks and bonds the semiconductor component,
An adsorption part for adsorbing semiconductor components;
A light shielding portion that is at least larger than the outer shape of the recording element;
A through-hole slit for temporary fixing,
A mounting device characterized by comprising:
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---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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