JP3440223B2 - 基板の切断装置 - Google Patents

基板の切断装置

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、基板をホイールカ
ッタで分断することにより、基板上に所定間隔でXY配
列されたモールドチップを切り分けるための基板の切断
装置に関し、特に基板を切断するためのホィールカッタ
に関する。 【0002】 【従来の技術】モールドチップの切り分けは、従来では
例えば下記の手順により行っていた。予め貼着剤で基板
1をUVフィルムF上に貼着したもの〔図5(A)参
照〕を準備しておき、それを図示しない基板ホルダー上
に吸着保持する。そして基板ホルダーをX方向へ順次ピ
ッチ送りしながら、1ライン毎に回転刃37をY方向へ
走らせてX方向の分断をする。X方向の分断を終了した
後、基板ホルダーを90°旋回させて、同様に基板ホル
ダーを順次ピッチ送りしながら、1ライン毎に回転刃3
7を走らせてY方向の分断をする。 【0003】次いで、基板ホルダーから上記UVフィル
ムFを取り外し、このUVフィルムFに付着しているモ
ールドチップや残余片を当該UVフィルムFから剥が
す。ここで、モールドチップとは、例えば集積回路を形
成したシリコンチップ等をエポキシ樹脂等で基板1上に
モールドしたものを指す(以下、同じ)。そして基板1
を切断してモールドチップ2を切り分けた状態では、切
断した基板1の直交する2面にモールドチップ2のリー
ドが露出する。なお、図5中の符号1cは基板1の位置
決め用ピン孔を、SxとSyはそれぞれモールドチップ
2間のX方向隙間とY方向隙間を示し、縦横の破線は回
転刃37が走行する切断線を示す。また、上記回転刃3
7の切断深さは数μmの単位で設定できるように構成さ
れており、UVフィルムFは分断されない。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
切断(分断)技術によれば、基板ホルダーを順次ピッチ
送りしながら、1ライン毎に回転刃37を走らせて基板
を切断をするので、モールドチップを切り分けるのに長
時間を要する。また、回転刃による切断幅を変更するに
は、回転刃自体を変更しなければならず、大変煩わし
い。 【0005】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、 モールドチップの切り分け時間を大幅に短縮するこ
と、 基板の種類が異なる場合に、モールドチップの配列
ピッチPx・Pyが同一であれば、回転刃及びその配列
ピッチを変えないで、回転刃による切断幅を適宜変更で
きる基板の切断装置を提供すること、にある。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に記載の発明は、例えば図1に示すよう
に、基板1を保持する基板ホルダー5と、この基板ホル
ダー5で保持した基板1を切断して当該基板1上にXY
方向に配列されたモールドチップ2を切り分けるホイー
ルカッタ7とを備え、さらに、以下の特徴構成を備え
る。 【0007】上記ホイールカッタ7は、例えば図3に示
すように、上記モールドチップ2のX方向配列ピッチP
xに整合配置した複数の回転刃37を有する第1の回転
刃群7Aと、上記モールドチップ2のY方向配列ピッチ
Pyに整合配置した複数の回転刃37を有する第2の回
転刃群7Bとを同軸回転可能に構成し、上記各回転刃群
7A・7Bを構成する各回転刃37の切断幅Wx・Wy
を、それぞれモールドチップ2間のXY方向隙間Sx・
Syよりも小さく、当該各隙間Sx・Syの半分以上に
設定するとともに、上記各回転刃群7A・7Bと上記基
板ホルダー5とを、その切断方向と交差する横方向へ相
対的に反復移動させながら切断するように構成してい
る。 【0008】そして、上記第1の回転刃群7AでX方向
に配列したモールドチップ2を一括して切り分けた後、
上記基板ホルダー5を90°旋回して上記第2の回転刃
群7BでY方向に配列したモールドチップ2を一括して
切り分けるように構成している。 【0009】 【発明の作用・効果】(イ)本発明では、ホイールカッ
タ7を、モールドチップ2のX方向配列ピッチPxに整
合配置した複数の回転刃37を有する第1の回転刃群7
Aと、モールドチップ2のY方向配列ピッチPyに整合
配置した複数の回転刃37を有する第2の回転刃群7B
とを同軸回転可能に構成し、第1の回転刃群7AでX方
向に配列したモールドチップ2を一括して切り分けた
後、上記基板ホルダー5を90°旋回して第2の回転刃
群7BでY方向に配列したモールドチップ2を一括して
切り分けるように構成したことから、基板テーブルを所
定間隔で順次ピッチ送りしながら、1ライン毎に回転刃
を走らせて基板を切断する従来技術と比較して、基板テ
ーブルのピッチ送り機構が不要になる分だけ装置の設置
面積が小さくなる。また、モールドチップの切り分け時
間を大幅に短縮することができる。 【0010】(ロ)そして、本発明では、上記各回転刃
群7A・7Bを構成する各回転刃37の切断幅Wx・W
yを、それぞれモールドチップ2間のXY方向隙間Sx
・Syよりも小さく、当該各隙間Sx・Syの半分以上
に設定するとともに、各回転刃群7A・7Bと基板ホル
ダー5とを、その切断方向と交差する横方向へ相対的に
反復移動させながら切断するように構成したことから、
基板1の上記隙間Sx・Syに相当する幅を各回転刃3
7の周面と側面とで切断することができる。 【0011】(ハ)また、基板ホルダー5は、各回転刃
群7A・7Bに対してその切断方向と交差する方向へ相
対的に横移動させながら切断することから、基板の種類
が異なるために上記隙間Sx・Syが異なる場合におい
ても、モールドチップ2の配列ピッチPx・Pyが同一
であれば、回転刃37及びその配列ピッチを変えない
で、基板ホルダー5の横方向への反復移動量を調節する
だけで、回転刃37による切断幅を上記隙間Sx・Sy
に適合させることができる。 【0012】 【発明の実施の形態】以下、本発明に係る基板の切断装
置の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図
1は本発明の実施形態に係る基板切断装置を示し、図1
(A)は基板ホルダーのXY駆動機構の平面図、図1
(B)は基板切断装置の縦断正面図、図1(C)はホィ
ールカッタに対する基板ホルダーの運びを示す平面図、
図1(D)は上記基板切断装置の要部の縦断右側面図で
ある。 【0013】この基板切断装置は、図1(A)(B)に
示すように、天板3上よりXY駆動機構4と垂設部材1
4とを介して垂設された基板ホルダー5と、基板1を載
置するための基板テーブル6と、基板ホルダー5の下面
に保持した基板1を基板テーブル6上に突出させた複数
の回転刃37で切断して当該基板1上にXY方向に配列
されたモールドチップ2を一括して切り分けるホイール
カッタ7と、上記基板テーブル6の下側に配置されて、
切り分けられたモールドチップ2を基板の残余片等から
分別回収する分別回収手段8とを備えている。なお、上
記ホイールカッタ7の手前には、図1(D)に示すよう
に、切削液を供給する液供給管9が設けられている。こ
れはダイヤモンドカッタで構成された各回転刃の目詰ま
りと切削による過熱を防止し、併せて基板1の切削屑を
切削廃液とともに回収することを意図したものである。 【0014】上記XY駆動機構4は、図1(A)(B)
に示すように、天板3上に設けられた前後一対のガイド
レール10a・10aと、このガイドレール10a・1
0a上をX方向へ移動可能に設けられたX動架台11a
と、このX動架台11aを駆動するボールネジ12a
と、このボールネジ12aを正逆回転駆動するX駆動モ
ータ13aと、上記X動架台11a上に設けられた左右
一対のガイドレール10b・10bと、このガイドレー
ル10b・10b上をY方向へ移動可能に設けられたY
動架台11bと、このY動架台11bを駆動するボール
ネジ12bと、このボールネジ12bを正逆回転駆動す
るY駆動モータ13bとから構成されている。なお、上
記天板3とX動架台11aには、基板ホルダー用の垂設
部材14が移動できるように、それぞれ開口3c、11
cが形成されている。 【0015】上記基板ホルダー5は、Y動架台11bの
中央部に垂設された垂設部材14の下端部に組み付けら
れ、この垂設部材14には、図1(B)(D)に示すよ
うに基板ホルダー5を所定ストロークだけ昇降駆動する
第1アクチュエータ15と、この第1アクチュエータ1
5で昇降され、上記基板ホルダー5をZ軸16の回りに
90°だけ正逆旋回させるための旋回ギヤ17及びその
駆動ラック18と、その駆動ラック18を進退駆動する
ソレノイド19が組込まれている。 【0016】図2は本発明の実施形態に係る基板ホルダ
ー5を示し、図2(A)はその基板ホルダーの縦断正面
図、図2(B)はその基板ホルダーの縦断側面図、図2
(C)はその基板ホルダーの底面図、図2(D)は後述
するクサビ26及び挟持爪28が上昇位置にある状態を
示す基板ホルダーの要部拡大断面図、図2(E)はクサ
ビ26及び挟持爪28が下降位置にある状態を示す基板
ホルダーの要部拡大断面図である。 【0017】上記基板ホルダー5は、例えば図2に示す
ように、支軸20を介して上下(Z)方向及びX・Y方
向へ移動可能に設けられた平面視矩形状の移動フレーム
21と、上記移動フレーム21の平面視4隅に垂設され
た支柱22と、その下端に固定された平面視矩形状の基
板保持フレーム23と、上記移動フレーム21の中央部
に設けられた第2アクチュエータ24と、この第2アク
チュエータ24で昇降される平面視矩形状のクサビホル
ダー25及び爪ホルダー27を備える。 【0018】上記基板保持フレーム23は、図2(C)
に示すように、その下面に基板1の外周に沿う形状を有
する基板嵌入凹部31と、上記モールドチップ2間のX
方向隙間Sx及びY方向隙間Syに対応させて上記嵌入
凹部31の外周部にそれぞれ形成された複数の刃物通過
溝32x・32yと、各モールドチップ2の上面に接当
する複数の接当片33と、当該モールドチップ2のX方
向隙間Sxに対向させて開口した複数の爪貫通孔34と
を備える。 【0019】上記クサビホルダー25は、第2アクチュ
エータ24の出力軸に昇降フレーム25aを介して固定
され、上記爪ホルダー27が有するそれぞれ各一対の挟
持爪28・28を拡開させる複数(31本)のクサビ2
6を備える。また、上記爪ホルダー27は、クサビホル
ダー25の4隅に垂設された支持扞30に上下動可能に
支持され、上記基板保持フレーム23に形成された各爪
貫通孔34に挿入された複数対(31対)の挟持爪28
・28を備える。 【0020】上記各対の挟持爪28・28は、図2
(D)に示すように、クサビ26が通過できる隙間を設
けてその上端部が爪ホルダー27に固着され、その下半
部には、図2(B)に示すように、モールドチップ2の
Y方向配列ピッチPyに整合する間隔でスリット28s
が形成されている。これは挟持爪28の下半部の弾性変
形を容易にし、各モールドチップ2の挟持を確実にする
ことを意図したものである。また、各クサビ26の下半
部にも同様のスリット26sが形成されている。 【0021】上記爪ホルダー27は、弾発バネ35によ
りカラー36を介して下向きに弾発されている。これ
は、クサビホルダー25と爪ホルダー27とを第2アク
チュエータ24で一体昇降可能、かつ、弾発バネ35で
離反可能に設けることにより、単一の昇降駆動源でクサ
ビホルダーと爪ホルダーとを一連に下降動作させ、その
後弾発バネ35に抗して両者を相互に接近させることに
より、モールドチップ2の挟持・解除動作を可能ならし
めること、つまり、その駆動源の簡素化を意図したもの
である。この基板ホルダー5は、以下のように作用す
る。 【0022】基板1の位置決め用ピン孔1cと図示しな
い位置決めピンとを利用して、あらかじめ、基板テーブ
ル6上の所定位置に基板1を位置決めする。前記第1ア
クチュエータ15により基板ホルダー5を下降させて基
板テーブル6上に置かれた基板1を基板保持フレーム2
3の基板嵌入凹部31に嵌入させ、かつ、基板保持フレ
ーム23の接当片33を各モールドチップ2の上面に接
当させる。この状態で基板1を基板テーブル6上で摺動
させ、基板テーブル6の下方より臨ませた多数(31
個)の回転刃37を有するホイールカッタ7で当該基板
1のX方向隙間対応部1aを一括して切断する。次いで
上記クサビホルダー25とともに爪ホルダー27を下降
させて各複数対(31対)の挟持爪28・28を各爪貫
通孔34内に貫通させる。上記爪ホルダー27は、挟持
爪28の下端が基板テーブル6に接当することにより下
降停止する。 【0023】引き続き、クサビホルダー25を弾発バネ
35に抗して下降させる。各対の挟持爪28・28の内
側には、図2(D)(E)に示すように、それぞれ爪拡
開片29・29が一体に形成されており、各クサビ26
で各一対の爪拡開片29・29を押し広げて各対の挟持
爪28・28を拡開させることにより、X方向に並んだ
30列の各モールドチップ2を隣接する挟持爪28・2
8の下端部で挟持する。次いで、上記基板ホルダー5を
前記ソレノイド19で90°旋回して基板1のY方向隙
間対応部1bをホイールカッタ7で一括して切断する。 【0024】ホイールカッタ7は、図1(B)(C)に
示すように、同軸回転可能に構成した第1の回転刃群7
Aと第2の回転刃群7Bとを備え、第1の回転刃群7A
でX方向に配列したモールドチップ2を一括して切り分
けた後、上記基板ホルダー5を90°旋回して第2の回
転刃群7BでY方向に配列したモールドチップ2を一括
して切り分けるように構成されている。 【0025】図3に示すように、第1の回転刃群7A
は、第1の筒軸41にモールドチップ2のX方向配列ピ
ッチPxに整合配置した複数(31枚)の回転刃37を
装着して締結ナット43で締結して成り、第2の回転刃
群7Bは、第2の筒軸42にモールドチップ2のY方向
配列ピッチPyに整合配置した複数(5枚)の回転刃3
7を装着して締結ナット43で締結して成り、上記第1
の筒軸41と第2の筒軸42は、中間のテーパフランジ
44aと両端のテーパフランジ44bとを介して1本の
回転駆動軸40に着脱自在に固定され、同軸回転可能に
軸支されている。なお、各回転刃37は、ダイヤモンド
カッターで構成されている。 【0026】上記各筒軸41・42の外径と各回転刃3
7の筒軸挿通孔の内径とのギャップは、50μm未満に
設定されており、各筒軸41・42に回転刃37を単独
で装着すると、こじれが生じて円滑に装着し難くなるこ
とから、各回転刃37はそれぞれスペーサ38と一体に
形成されている。ただし、各回転刃37とスペーサ38
とを交互に配置して、各回転刃37の配列ピッチPx・
Pyを整合配置するように構成してもよい。なお、図3
中の符号45は伝動プーリ、46は第1の筒軸41と第
2の筒軸42とを回転駆動軸40に固定する締結ナッ
ト、47は心押し軸をそれぞれ示す。 【0027】上記各回転刃37の幅Wx・Wyは、それ
ぞれモールドチップ2のX方向隙間Sx及びY方向隙間
Syよりも若干小さく、各隙間Sx・Syの少なくとも
半分以上の幅に設定されている。また、前記基板ホルダ
ー5は、各回転刃群7A・7Bに対してその切断方向と
交差する横方向へ反復移動させながら切断できるように
構成されている。これは基板1の上記隙間Sx・Syを
各回転刃37の周面と側面で削ることにより分断するこ
とを意図したものである。 【0028】これにより、基板の種類が異なるために上
記XY方向隙間Sx・Syが異なる場合においても、モ
ールドチップ2の配列ピッチPx・Pyが同一であれ
ば、回転刃37及びその配列ピッチを変えないで、基板
ホルダー5の横方向への反復移動量を調節するだけで、
回転刃37による切断幅を上記隙間Sx・Syに適合さ
せることができる。ちなみに、本実施形態では、基板ホ
ルダー5の横方向への1往復時間を0.5秒ないし1.
5秒の範囲で調節できる。これにより基板1の切断速度
を適宜設定できるように構成されている。 【0029】図4は基板テーブル6の下側に設けられた
分別回収手段8の配置構成を示し、図4(A)はその平
面図、図4(B)はその正面図、図4(C)はその右側
面図である。この分別回収手段8は、図4に示すよう
に、ホィールカッタ7を構成する第1回転刃群7Aの後
方に配置されてX方向の両端残余片を回収する第1の回
収部51と、第2回転刃群7Bの手前(基板ホルダー5
の運び方向の下手側)に順に配置されてY方向の両端残
余片を回収する第2の回収部52及びモールドチップ2
のみを回収する第3の回収部53と、上記各回収部51
・52・53の下側に配置されている液回収パレット5
5とから構成されている。 【0030】基板1の外周縁部の幅は、前記X方向隙間
Sx及びY方向隙間Syよりも大きいので、第1回転刃
群7Aで基板を切断したときはX方向の両端残余片が生
じ、第2回転刃群7Bで基板を切断したときはY方向の
両端残余片が生じることとなる。これらを回収するため
基板テーブル6には、図4(A)に示すように、基板の
X方向の両端残余片を回収する第1の回収孔6a・6a
と、基板のY方向の両端残余片を回収する第2の回収孔
6b・6bと、モールドチップ2のみを回収する第3の
回収孔6cが開口されている。 【0031】上記第1の回収部51は、基板テーブル6
に開口されている第1回収孔6a・6aに臨ませて設け
られた液回収容器51aと、この液回収容器51a内の
上部に設けられた金網容器51bとから構成され、上記
液回収容器51aで回収した切削廃液をドレン54aを
介して液回収パレット55へ流下させ、基板のX方向の
両端残余片を金網容器51b内に回収するように構成さ
れている。上記基板1の切削屑は切削廃液とともに液回
収パレット55に回収される(以下同様)。なお、この
金網容器51bは矢印E方向へ取り出せるように構成さ
れている。 【0032】上記第2の回収部52は、基板テーブル6
に開口されている第2回収孔6b・6bに臨ませて設け
られた液回収容器52aと、この液回収容器52a内の
上部に設けられた金網容器52bとから構成され、上記
液回収容器52aで回収した切削液をドレン54bを介
して液回収パレット55へ流下させ、基板のY方向の両
端残余片を金網容器52b内に回収するように構成され
ている。なお、この金網容器52bは、矢印F方向へ取
り出せるように構成されている。 【0033】上記第3の回収部53は、基板テーブル6
に開口されている第3回収孔6cに臨ませて設けられた
液回収容器53aと、この液回収容器53a内の上部に
設けられた金網容器53bとから構成され、上記液回収
容器53aで回収した切削液をドレン54cを介して液
回収パレット55へ流下させ、モールドチップ2のみを
金網容器53b内に回収するように構成されている。な
お、この金網容器53bは、矢印G方向(装置の正面)
へ取り出せるように構成されている。 【0034】即ち、基板1のY方向隙間対応部1bを第
2の回転刃群7Bで切断した後で、上記第3回収孔6c
の位置で基板ホルダー5の挟持爪28・28によるモー
ルドチップ2の一括挟持を解放することにより、切り分
けたモールドチップ2を第3回収部53で回収すること
ができる。これにより、モールドチップ2と残余片との
仕分け作業を無くすることができる。なお、液回収パレ
ット55へ流下した切削廃液中には切削屑が混入してお
り、図示しない廃液処理装置により、廃液の濾過がなさ
れて切削屑を分別するとともに、処理液は再利用され
る。 【0035】なお、この発明は上記実施形態に限定され
るものではなく、この発明の要旨を変更しない範囲内に
おいて種々の設計変更を施すことが可能である。例え
ば、従来技術のように、基板をUVフィルム上に貼着し
たものを基板ホルダーの下面に吸着保持し、上記の分断
技術により分断するようにしても差し支えない。即ち、
第1回転刃群7AでX方向に配列したモールドチップ2
を一括して分断し、基板ホルダーを90°旋回して第2
回転刃群7BでY方向に配列したモールドチップ2を一
括して分断する。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施形態に係る基板切断装置を示し、
図1(A)は基板ホルダーの駆動機構の平面図、図1
(B)は基板切断装置の縦断正面図、図1(C)はホィ
ールカッタに対する基板ホルダーの運びを示す平面図、
図1(D)は上記基板切断装置の要部の縦断側面図であ
る。 【図2】本発明の実施形態に係る基板ホルダーを示し、
図2(A)は基板ホルダーの縦断正面図、図2(B)は
その基板ホルダーの縦断側面図、図2(C)はその基板
ホルダーの底面図、図2(D)は挟持爪及びクサビが上
昇位置にある状態を示す基板ホルダーの要部拡大断面
図、図2(E)は挟持爪及びクサビが下降位置にある状
態を示す基板ホルダーの要部拡大断面図である。図であ
る。 【図3】一部を破断したホィールカッタの正面図であ
る。 【図4】本発明に係る分別回収手段の配置構成を示し、
図4(A)はその平面図、図4(B)はその正面図、図
4(C)はその右側面図である。 【図5】従来例に係る基板の切断方法を示す斜視図であ
る。 【符号の説明】 1…基板、2…モールドチップ、5…基板ホルダー、7
…ホイールカッタ、7A…第1の回転刃群、7B…第2
の回転刃群、37…回転刃、Px…モールドチップのX
方向配列ピッチ、Py…モールドチップのY方向配列ピ
ッチ、Sx…チップ間のX方向隙間、Sy…チップ間の
Y方向隙間、Wx…第1回転刃群の回転刃の切断幅、W
y…第2回転刃群の回転刃の切断幅。

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 基板(1)を保持する基板ホルダー
    (5)と、この基板ホルダー(5)で保持した基板
    (1)を切断して当該基板(1)上にXY方向に配列さ
    れたモールドチップ(2)を切り分けるホイールカッタ
    (7)とを備える基板の切断装置において、 上記ホイールカッタ(7)は、モールドチップ(2)の
    X方向配列ピッチ(Px)に整合配置した複数の回転刃
    (37)を有する第1回転刃群(7A)と、モールドチ
    ップ(2)のY方向配列ピッチ(Py)に整合配置した
    複数の回転刃(37)を有する第2回転刃群(7B)と
    を同軸回転可能に構成し、この各回転刃群(7A・7B)を構成する各回転刃(3
    7)の切断幅(Wx・Wy)を、それぞれモールドチッ
    プ(2)間のXY方向隙間(Sx・Sy)よりも小さ
    く、上記各隙間(Sx・Sy)の半分以上に設定すると
    ともに、この各回転刃群(7A・7B)と基板ホルダー
    (5)とを、その切断方向と交差する横方向へ相対的に
    反復移動させながら切断するように構成し、 上記第1回転刃群(7A)でX方向に配列したモールド
    チップ(2)を一括して切り分けた後、上記基板ホルダ
    ー(5)を90°旋回して第2回転刃群(7B)でY方
    向に配列したモールドチップ(2)を一括して切り分け
    るように構成したことを特徴とする基板の切断装置。
JP32188799A 1999-11-12 1999-11-12 基板の切断装置 Expired - Fee Related JP3440223B2 (ja)

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