JP2007184502A - Substrate carrier - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は基板搬送キャリアに係り、特にフレキシブルプリント基板や薄い基板を安定して保持することが可能な基板搬送キャリアに関する。 The present invention relates to a substrate transport carrier, and more particularly to a substrate transport carrier that can stably hold a flexible printed circuit board or a thin substrate.
従来、基板搬送キャリアに載置される基板を安定して保持するために、基板を真空吸着するようにした技術がある(特許文献1)。 Conventionally, there is a technique in which a substrate is vacuum-sucked in order to stably hold a substrate placed on a substrate transport carrier (Patent Document 1).
この特許文献1に記載されている基板搬送キャリアは、基板が載置される載置部を、3枚の板部材を積層した多層構造とし、この載置部に基板を真空吸引するための吸着孔、真空吸着機構に接続される開口部、及び吸着孔と開口部とを結ぶ内孔(吸引路)が形成されている。そして、基板搬送キャリアに形成された開口部を真空吸引手段に接続することによって、内孔及び吸着孔を介して基板を吸着保持するようにしている。
In the substrate transport carrier described in
また、特許文献2、3には、弱粘着性を有する樹脂層を搬送ボードに貼り合わせ、フレキシブルプリント基板を粘着力で固定する技術が開示されている。
しかしながら、特許文献1に記載の真空チャックによって基板を吸着する場合、真空引きする時間と開放する時間が余計にかかり、生産性が上らないばかりでなく、リフロー時の加熱によって真空圧が変化したり、気密用のOリングが熱劣化して安定した真空保持が難しいという問題がある。また、真空吸引手段等が必要になり、装置が大型化して煩わしいという問題がある。
However, when the substrate is adsorbed by the vacuum chuck described in
一方、特許文献2、3に記載の粘着力で基板を固定する場合には、繰り返しの使用で粘着力が低下し、安定したフレキシブルプリント基板の保持ができなくなったり、引き剥がし時に接合された電子部品に応力がかかり、半田接合部を破壊する可能性がある。
On the other hand, when the substrate is fixed with the adhesive force described in
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、基板搬送キャリア上での基板の密着性を簡単な構成で高めることができ、特にリフロー時に基板を安定して密着保持することができる基板搬送キャリアを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and can improve the adhesion of the substrate on the substrate transport carrier with a simple configuration, and can particularly stably hold the substrate in close contact during reflow. An object is to provide a transport carrier.
前記目的を達成するために本発明に係る基板搬送キャリアは、基板を載置してリフロー炉に搬送するためのキャリア部材であって、前記基板を真空吸着するための穿孔が形成されたキャリア部材と、前記キャリア部材の下面側に配設され、前記リフロー炉でのリフロー時の熱によって皿状に変形するキャリア部材アダプタと、を備え、前記キャリア部材アダプタの変形に伴って、前記キャリア部材の下面及び該キャリア部材の穿孔上に位置する基板と前記キャリア部材アダプタとの間に真空空間を形成し、前記基板を前記キャリア部材上に吸引することを特徴としている。 In order to achieve the above object, a substrate transport carrier according to the present invention is a carrier member for placing a substrate and transporting the substrate to a reflow furnace, wherein the carrier member is formed with perforations for vacuum-adsorbing the substrate. And a carrier member adapter that is disposed on the lower surface side of the carrier member and deforms into a dish shape by heat during reflow in the reflow furnace, and with the deformation of the carrier member adapter, A vacuum space is formed between the lower surface and a substrate positioned on the perforation of the carrier member and the carrier member adapter, and the substrate is sucked onto the carrier member.
即ち、前記キャリア部材アダプタは、リフロー時の加熱によって皿状に変形し、前記キャリア部材の下面側を簡易に真空化させ、キャリア部材の穿孔を介して基板をキャリア部材上に吸引するようにしている。リフロー時の熱を利用して基板を吸引するようにしたため、基板の密着力を簡単な構成で高めることができる。 That is, the carrier member adapter is deformed into a dish shape by heating at the time of reflow, and the lower surface side of the carrier member is simply evacuated, and the substrate is sucked onto the carrier member through the hole of the carrier member. Yes. Since the substrate is sucked using heat during reflow, the adhesion of the substrate can be increased with a simple configuration.
前記キャリア部材は、前記基板に形成された開口部を避けるように穿孔が形成されている。基板には、位置決め孔や、捨て基板と単基板との間のミシン目などの開口部があるが、キャリア部材は、これらの開口部を避けて穿孔が形成されている。 The carrier member is perforated so as to avoid an opening formed in the substrate. The substrate has positioning holes and openings such as perforations between the discarded substrate and the single substrate, but the carrier member is perforated so as to avoid these openings.
また、他の態様の前記キャリア部材は、所定の間隔でほぼ全面に複数の穿孔が形成されている。この場合、前記キャリア部材アダプタは、前記キャリア部材の複数の穿孔が独立して吸引できるように各穿孔に対応して配設される。 Moreover, the carrier member according to another aspect has a plurality of perforations formed on substantially the entire surface at predetermined intervals. In this case, the carrier member adapter is arranged corresponding to each of the perforations so that a plurality of perforations of the carrier member can be sucked independently.
前記キャリア部材は、その上面に前記キャリア部材の穿孔に対応する穿孔が形成された気密シートを有し、前記気密シート上に載置される基板との気密性を保持することを特徴としている。真空吸引時に基板とキャリア部材との間の気密性を保持するためである。気密シートとしては、弱粘着性をもたせた樹脂製の膜を適用することができる。 The carrier member has an airtight sheet having perforations corresponding to the perforations of the carrier member formed on an upper surface thereof, and maintains airtightness with a substrate placed on the airtight sheet. This is to maintain the airtightness between the substrate and the carrier member during vacuum suction. As the airtight sheet, a resin film having weak adhesiveness can be applied.
前記キャリア部材アダプタは、バイメタル、形状記憶材料、又はバイメタルと形状記憶材料とを組み合わせて構成されていることを特徴としている。形状記憶材料としては、形状記憶合金の他に、形状記憶樹脂、形状記憶セラミックス等が適用できる。また、バイメタルと形状記憶材料とを組み合わせキャリア部材アダプタを構成することで、バイメタルによって徐々に真空化させて吸着する時期と、形状記憶材料によって瞬間的に真空化させて吸着させる時期とを分散させることができる。 The carrier member adapter is constituted by bimetal, shape memory material, or a combination of bimetal and shape memory material. As the shape memory material, in addition to the shape memory alloy, a shape memory resin, a shape memory ceramic and the like can be applied. Moreover, by combining the bimetal and the shape memory material to form the carrier member adapter, the time for the vacuum to be gradually vacuumed by the bimetal and the time for the vacuum to be vacuumed by the shape memory material and the time to be sucked are dispersed. be able to.
また、本発明の更に他の態様として、前記キャリア部材とキャリア部材アダプタとの間であって、前記キャリア部材の下面に貼り付けられた伸縮自在なシール材を有し、前記キャリア部材アダプタは、皿状の変形時に前記キャリア部材の各穿孔に対応して前記シール材を吸引し、前記キャリア部の穿孔上に位置する基板と前記シール材との間に個別に真空空間を形成し、前記基板を前記キャリア部材上に吸引することを特徴としている。これにより、キャリア部材に大きさの異なる穿孔が形成されている場合でも、各穿孔部分で偏りなく基板を吸引することができる。 Further, as still another aspect of the present invention, the carrier member adapter includes a telescopic sealant that is affixed to the lower surface of the carrier member between the carrier member and the carrier member adapter. When the dish is deformed, the sealing material is sucked in correspondence with each perforation of the carrier member, and a vacuum space is individually formed between the substrate located on the perforation of the carrier portion and the sealing material, and the substrate Is sucked onto the carrier member. Accordingly, even when the carrier member has perforations having different sizes, the substrate can be sucked evenly at each perforated portion.
本発明によれば、リフロー時の熱によって皿状に変形する部材(キャリア部材アダプタ)によってキャリア部材の下面側を簡易に真空化させ、キャリア部材の穿孔(吸着孔)を介して基板をキャリア部材上に吸引するようにしたため、基板搬送キャリア上での基板の密着力を簡単な構成で高めることができる。 According to the present invention, the lower surface side of the carrier member is simply evacuated by the member (carrier member adapter) that deforms into a dish shape by heat during reflow, and the substrate is removed from the carrier member through the hole (adsorption hole) of the carrier member. Since the suction is performed upward, the adhesion of the substrate on the substrate transport carrier can be increased with a simple configuration.
以下添付図面に従って本発明に係る基板搬送キャリアの好ましい実施の形態について詳説する。 Hereinafter, preferred embodiments of a substrate transport carrier according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[第1の実施の形態]
図1は本発明に係る基板搬送キャリアの第1の実施の形態を示す分解斜視図であり、図2は基板搬送キャリアの断面図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a first embodiment of a substrate transport carrier according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the substrate transport carrier.
これらの図面に示すように、基板搬送キャリア10は、上面に気密シート12が貼り付けられたキャリア部材14と、このキャリア部材14の下面側に配設されたキャリア部材アダプタ16と、キャリア部材アダプタ18の下面側に配設された補助アダプタ18とから構成されている。
As shown in these drawings, the
上記キャリア部材14の四隅には、フレキシブルプリント基板(FPC)、又は薄いハード基板(以下、単に「基板」という)1を位置決めするための位置決めピン13が植設されており、気密シート12から突出している。
Positioning
気密シート12は、その上面に載置される基板1との気密性を保持するために設けられたもので、例えば、弱粘着性を有する樹脂製のラバーなどが適用される。
The
図3(A)及び(B)はそれぞれ基板1及び気密シート12の平面図である。尚、キャリア部材14は、気密シート12と同じ平面形状に形成されている。
3A and 3B are plan views of the
図3(A)に示すように、この基板1は、2枚の単基板2と捨て基板3とを有し、単基板2と捨て基板3との間には、ミシン目4が形成されている。また、捨て基板3には、位置決め孔5が形成されている。
As shown in FIG. 3A, this
一方、図3(B)に示すように気密シート12及びキャリア部材14には、前記基板1に形成された開口部(ミシン目4、位置決め孔5)を避けるように穿孔20が形成されている。この穿孔20の代わりに、穿孔20と同範囲に丸孔を並べて設けるようにしてもよい。
On the other hand, as shown in FIG. 3B, the
図3(C)は気密シート12(キャリア部材14)上に基板1を載置した状態に関して示している。同図に示すように、基板1に形成された開口部と、気密シート12に形成された穿孔20とは重ならず、その結果、基板1と気密シート12との間の気密性が保持される。
FIG. 3C shows a state in which the
キャリア部材アダプタ16は、図2に示すように線膨張係数が小さい部材16aと線膨張係数が大きい部材16bとが貼り合わされたバイメタルによって構成されている。このキャリア部材アダプタ16の外周部のみが、キャリア部材14の下面に気密性をもって固定されている。
As shown in FIG. 2, the
補助アダプタ18は、キャリア部材アダプタ16の下面の外周部に配設され、その中央部にキャリア部材アダプタ16の変成量を吸収する穿孔18aが形成されている。尚、穿孔18aの代わりにキャリア部材アダプタ16の変成量を吸収する凹溝であってもよい。
The
次に、上記構成の基板搬送キャリア10の作用について説明する。
Next, the operation of the
基板搬送キャリア10には、図2に示すように基板1が載置される。そして、この基板1の図示しないランド上に半田ペーストが塗布され、半導体集積回路等の電子部品が載置される。
The
続いて、基板搬送キャリア10は、リフロー炉に搬入される。リフロー炉では、電子部品を基板1に半田付けするために、図4(C)に示すような温度プロファイルで加熱制御が行われる。これにより、半田ペーストが溶融及び凝固され、電子部品が半田付けされる。
Subsequently, the
図4(A)及び(B)は、それぞれ図4(C)に示した温度プロファイルのA点、及びB点の温度時におけるキャリア部材アダプタ16の変化状態を示している。尚、B点は、基板1の密着性がより要求されるポイントを示す。
4 (A) and 4 (B) show the change state of the
バイメタルからなるキャリア部材アダプタ16は、リフロー炉でのリフロー時の加熱によって皿状に変形する。このキャリア部材アダプタ16の変形に伴って、キャリア部材14の下面及び気密シート12及びキャリア部材14の穿孔20上に位置する基板1とキャリア部材アダプタ16との間に真空空間が形成される。
The
ここで、図4(B)に示すキャリア部材アダプタ16の変形によって増加する空間16Aは、加熱前に気密シート12及びキャリア部材14の穿孔20内に封止された気体の熱膨張による体積増加量を上回るようになっている。これにより、基板1は穿孔20を介して吸引されて気密シート12上に密着保持され、半田付け時に基板1の反りや浮き上がりなどが防止され、良好に半田付けを行うことができる。
Here, the
[第2の実施の形態]
図5は本発明に係る基板搬送キャリアの第2の実施の形態の要部を示す図である。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a view showing a main part of a second embodiment of the substrate transport carrier according to the present invention.
この第2の実施の形態の基板搬送キャリアは、第1の実施の形態のバイメタルから構成されているキャリア部材アダプタ16の代わりに、形状記憶合金から構成されたキャリア部材アダプタ22を使用している点で相違する。
The substrate transport carrier of the second embodiment uses a
形状記憶合金からなるキャリア部材アダプタ22は、図5(C)に示すリフロー時の温度プロファイルのA点以下の温度では、同図(A)に示すように平らな形状になっており、A点の温度を超えると、同図(B)に示すようにキャリア部材アダプタ22の周辺部22Aが変成し、全体として皿状に変形する。
The
これにより、キャリア部材アダプタ22は、A点を超える温度でキャリア部材の下面側を真空状態にして基板1を吸引し、気密シート12上に密着保持させる。
As a result, the
尚、キャリア部材アダプタ22の材料としては、形状記憶合金の代わりに、耐熱性のある形状記憶樹脂や形状記憶セラミック等の他の形状記憶材料を用いるようにしてもよい。
In addition, as a material of the
[第3の実施の形態]
図6は本発明に係る基板搬送キャリアの第3の実施の形態を示す図であり、図6(A)は基板搬送キャリアの断面図を示し、図6(B)は基板搬送キャリアのキャリア部材アダプタの断面図を示している。尚、図6(A)において、第1の実施の形態の基板搬送キャリア10と共通する部分には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
[Third Embodiment]
FIG. 6 is a view showing a third embodiment of the substrate transport carrier according to the present invention, FIG. 6 (A) is a sectional view of the substrate transport carrier, and FIG. 6 (B) is a carrier member of the substrate transport carrier. A sectional view of the adapter is shown. In FIG. 6A, parts common to the
図6(A)に示すように、第3の実施の形態の基板搬送キャリア30は、第1の実施の形態のバイメタルから構成されているキャリア部材アダプタ16の代わりに、バイメタルと形状記憶合金とを組み合わせたキャリア部材アダプタ32を使用している点で相違する。
As shown in FIG. 6A, the
キャリア部材アダプタ32は、図6(B)に示すようにキャリア部材アダプタ32の中央部32Aが、線膨張係数が小さい部材34aと線膨張係数が大きい部材34bとが貼り合わされたバイメタルによって構成され、周辺部32Bが、形状記憶合金によって構成されている。
As shown in FIG. 6B, the
このキャリア部材アダプタ32は、図7(C)に示すリフロー時の温度プロファイルのA点の温度では、同図(A)に示すように中央部32Aのバイメタルがわずかに皿状に膨らんだ形状になっており、B点の温度では、同図(B)に示すようにキャリア部材アダプタ32の周辺部32Bの形状記憶合金が変成し、全体として大きく皿状に変形する。
The
このように、キャリア部材アダプタ34は、B点の温度未満では、バイメタルからなる中央部34Aのみが変成し、B点の温度(密着がより欲しい温度)以上になると、形状記憶合金からなる周辺部32Bも変成する。 Thus, in the carrier member adapter 34, only the central portion 34A made of bimetal is transformed below the temperature of the point B, and the peripheral portion made of a shape memory alloy becomes higher than the temperature of the point B (temperature at which adhesion is desired). 32B is also transformed.
このキャリア部材アダプタ32によれば、リフロー時の温度プロファイルで徐々に変成して基板1を吸引する範囲と、瞬間的に変成して吸引する時点とを分散させることができる。
According to this
[第4の実施の形態]
図8は本発明に係る基板搬送キャリアの第4の実施の形態を示す図であり、図8(A)及び(B)はそれぞれ基板1及び気密シート42の平面図である。尚、キャリア部材44は、気密シート42と同じ平面形状に形成されている。
[Fourth Embodiment]
FIG. 8 is a view showing a fourth embodiment of the substrate transport carrier according to the present invention, and FIGS. 8A and 8B are plan views of the
図8(B)に示すように気密シート42及びキャリア部材44には、基板1に形成された開口部(ミシン目4、位置決め孔5)とは無関係に、多数の穿孔(吸着孔)46が所定の間隔で全面に形成されている。
As shown in FIG. 8B, the
図8(C)は気密シート42(キャリア部材44)上に基板1を載置した状態に関して示している。同図に示すように、基板1に形成されたミシン目4の一部が、気密シート42に形成された穿孔46と重なっている。
FIG. 8C shows a state in which the
また、第4の実施の形態の基板搬送キャリアは、補助アダプタとして気密シート42やキャリア部材44に形成された穿孔46と同様な配列状態の穿孔が形成されたものを使用し、キャリア部材アダプタとして第1乃至第3実施の形態のいずれかのものを使用する。
In addition, the substrate transport carrier of the fourth embodiment uses a substrate in which perforations having the same arrangement as the
これにより、穿孔46がそれぞれ独立して基板1を吸引できるようにしている。従って、基板1の開口部と重なる穿孔46の部分では、基板1を吸着することができないが、基板1の開口部と重ならない穿孔46の部分では、基板1を吸着することができる。
Thus, the
この第4の実施の形態の基板搬送キャリアは、基板の開口部の位置にかかわらず基板を吸引することができるため、複数種類の基板に共通に使用することができる。 Since the substrate transport carrier of the fourth embodiment can suck the substrate regardless of the position of the opening of the substrate, it can be commonly used for a plurality of types of substrates.
[第5の実施の形態]
図9は本発明に係る基板搬送キャリアの第5の実施の形態を示す分解斜視図であり、図10は基板搬送キャリアの断面図である。尚、図1と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
[Fifth Embodiment]
FIG. 9 is an exploded perspective view showing a fifth embodiment of the substrate transport carrier according to the present invention, and FIG. 10 is a sectional view of the substrate transport carrier. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is common in FIG. 1, and the detailed description is abbreviate | omitted.
図1及び図2等に示した第1の実施の形態の基板搬送キャリア10に対して、図9及び図10に示した第5の実施の形態の基板搬送キャリア50は、キャリア部材14とキャリア部材アダプタ16との間に、シール材52及びシール補助アダプタ54を設けるようにした点で相違する。
In contrast to the
シール材52は、伸縮自在な樹脂素材のシール材であり、キャリア部材14の下面に貼り付けられている。従って、シール材52は、キャリア部材14の各穿孔20に対向する部分が伸縮できるようになっている。
The
シール補助アダプタ54は、シール材52とキャリア部材アダプタ16との間に配設され、シール材52の変成量を吸収する穿孔54aが形成されている。
The seal
次に、上記構成の基板搬送キャリア50の作用について説明する。 Next, the operation of the substrate transport carrier 50 configured as described above will be described.
図11はリフロー時の変化状態を示す基板搬送キャリア50の要部断面図である。この基板搬送キャリア50がリフロー炉で加熱されると、バイメタルから構成されているキャリア部材アダプタ16が皿状に変形する。
FIG. 11 is a cross-sectional view of a main part of the substrate transport carrier 50 showing a change state during reflow. When this board | substrate conveyance carrier 50 is heated by a reflow furnace, the
このキャリア部材アダプタ16の変形に伴って、シール補助アダプタ54の穿孔54aの空間が負圧になり、その結果、シール材52を吸引する。吸引されたシール材52は、キャリア部材14の各穿孔20に対向する部分が伸長し、このシール材52と基板1との間の穿孔20に対応する部分が真空化し、基板1を吸引する。
With the deformation of the
尚、シール補助アダプタ54の穿孔54aの部分は、キャリア部材14の穿孔20と基板1とで封止される気体より膨張係数が小さく、かつ穿孔20と基板1で封止された気体とあわせた膨張量よりもキャリア部材アダプタ16の変成量が大きいものとする。
The portion of the
これにより、キャリア部材14に大きさの異なる穿孔20が形成されていても、各穿孔20が偏りなく基板を吸引することができる。
Thereby, even if the
また、この第5の実施の形態のシール材52及びシール補助アダプタ5は、図8に示した第4の実施の形態の多数の穿孔46を個別に吸引するための手段として適用することができる。
Further, the
1…基板、2…単基板、3…捨て基板、4…ミシン目、5…位置決め孔、10、30、50…基板搬送キャリア、12、42…気密シート、13…位置決めピン、14、44…キャリア部材、16、22、32…キャリア部材アダプタ、18…補助アダプタ、20、46、54a…穿孔、52…シール材、54…シール補助アダプタ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記キャリア部材の下面側に配設され、前記リフロー炉でのリフロー時の熱によって皿状に変形するキャリア部材アダプタと、を備え、
前記キャリア部材アダプタの変形に伴って、前記キャリア部材の下面及び該キャリア部材の穿孔上に位置する基板と前記キャリア部材アダプタとの間に真空空間を形成し、前記基板を前記キャリア部材上に吸引することを特徴とする基板搬送キャリア。 A carrier member for placing a substrate and transporting it to a reflow furnace, wherein the carrier member is formed with perforations for vacuum-adsorbing the substrate;
A carrier member adapter disposed on the lower surface side of the carrier member and deformed into a dish shape by heat during reflow in the reflow furnace,
As the carrier member adapter is deformed, a vacuum space is formed between the carrier member adapter and a lower surface of the carrier member and a substrate located on the perforation of the carrier member, and the substrate is sucked onto the carrier member. A substrate carrying carrier.
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