JP3456153B2 - ダイボンディング装置 - Google Patents

ダイボンディング装置

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JP3456153B2
JP3456153B2 JP31427398A JP31427398A JP3456153B2 JP 3456153 B2 JP3456153 B2 JP 3456153B2 JP 31427398 A JP31427398 A JP 31427398A JP 31427398 A JP31427398 A JP 31427398A JP 3456153 B2 JP3456153 B2 JP 3456153B2
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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、リードフレームに
チップをボンディングするダイボンディング装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】リードフレームにチップを実装する方法
として、チップ接着用のペーストを用いてチップをボン
ディングする方法が知られている。このチップのボンデ
ィングを行うダイボンディング装置では、リードフレー
ムを搬送レール上を搬送し、搬送レール上でリードフレ
ームのアイランドにペーストを塗布し、次いでチップを
アイランド上にボンディングすることが行われる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】リードフレームのアイ
ランドにチップをボンディングするのに先立って、チッ
プのボンディング位置を認識するために、カメラでアイ
ランドを観察することが行われる。ところが、リードフ
レームは金属薄板をプレス加工で打抜くなどして形成さ
れているため、アイランドの肩部はダレており、このた
めアイランドの平面形状をカメラで正確に撮像しにくい
ものであった。したがってこの撮像結果から求められる
チップのボンディング位置にも狂いが生じやすく、ひい
てはチップのボンディング位置精度があがらないという
問題点があった。
【0004】したがって本発明は、リードフレームのア
イランドをカメラで正確に観察し、チップを位置精度よ
くボンディングできるダイボンディング装置を提供する
ことを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のダイボンディン
グ装置は、リードフレームにチップをボンディングする
ボンディング手段と、ボンディング位置におけるリード
フレームを上方から観察するカメラと、ボンディング手
段にチップを供給するチップ供給部とを備えたダイボン
ディング装置であって、前記ボンディング手段へリード
フレームを搬送する搬送手段が、リードフレームを搬送
する2本の平行な搬送レールから成り、これらの搬送レ
ールの間にチップのボンディング時にリードフレームを
下方から支持する光透過拡散体を設け、且つこの光透過
拡散体の側面から内部へ光を入射させる光源手段を設け
た。
【0006】上記構成において、リードフレームのアイ
ランドを光透過拡散体上に搬送してきた状態で、光源手
段から光透過拡散体の内部へ光を入射させれば、光はそ
の内部を透過して上方へ拡散する。このようにリードフ
レームのアイランドを下方から支持する光透過拡散体を
面発光させることにより、上方のカメラでアイランドの
シルエットを明るい背景の中で明瞭に観察し、チップの
ボンディング位置を正確に求めることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】(実施の形態1)図1は、本発明
の実施の形態1のリードフレームの搬送装置の斜視図、
図2(a)は同リードフレームの搬送装置の部分斜視
図、図2(b)は同リードフレームの搬送装置の可動搬
送レールの内側面を示す部分斜視図、図3は同リードフ
レームの搬送装置の部分平面図、図4は同リードフレー
ムの搬送装置の部分断面図である。
【0008】まず、図1を参照してリードフレームの搬
送装置の全体構造を説明する。図1において、1はベー
スプレートであり、ベースプレート1上には2本のガイ
ドレール2が配設されている。2本のガイドレール2に
は、それぞれスライドガイド3が摺動自在に嵌合してい
る。2つのスライドガイド3を連結してプレート4が架
設されている。
【0009】プレート4の両端部には、ブラケット5が
立設されている。2つのブラケット5の上端部は、可動
搬送レール6aによって連結されている。可動搬送レー
ル6aと平行に、固定搬送レール6bが配設されてい
る。固定搬送レール6bは、ブラケット7によって固定
されている。可動搬送レール6aと固定搬送レール6b
の間には、バックアッププレート8Aが2カ所に装着さ
れている。このバックアッププレート8Aについては後
述する。
【0010】プレート4の中央部には、シリンダ10の
ロッド11が結合されている。シリンダ10のロッド1
1が突没すると、プレート4はY方向に前後動し、可動
搬送レール6aと固定搬送レール6bの間隔Bの大きさ
が調整される。すなわち、シリンダ10は、可動搬送レ
ール6aと固定搬送レール6bとの間隔Bを変更するた
めに可動搬送レール6aを固定搬送レール6bに対して
移動させる移動手段となっている。
【0011】図1において、12はリードフレームであ
り、可動搬送レール6aと固定搬送レール6bの上(以
下、「搬送路」という)に載置される。リードフレーム
12は、X方向へ移動する搬送手段14によって搬送路
上を下流側(右方)へ搬送される。搬送手段14は、開
閉式爪を有するチャック13を備えており、チャック1
3にてリードフレーム12の端部を保持する。リードフ
レーム12のアイランド12aには、後述する手段によ
りチップ36がボンディングされる。なお本発明では、
リードフレーム12の搬送方向をX方向とし、これに直
交する方向をY方向とする。
【0012】搬送路の下流側の上方には、ペースト塗布
手段20が配設されている。ペースト塗布手段20は、
内部にチップの接着用のペーストを貯溜したシリンジ2
2を備えており、シリンジ22の下端部にはペースト塗
布用のノズル23が装着されている。シリンジ22はブ
ラケット21によって図示しないZテーブルに結合さ
れ、上下動自在となっている。ペースト塗布手段20に
はリードフレーム12のアイランド12aを観察してペ
ーストの塗布位置を求めるためのカメラ25が一体的に
組み付けられている。
【0013】リードフレーム12が搬送路上のペースト
塗布手段20の位置まで搬送されると、シリンジ22は
下降・上昇動作を行ってノズル23によりリードフレー
ム12のアイランド12a上にペースト24を塗布す
る。このとき、バックアッププレート8Aは、リードフ
レーム12を下方から支持している。
【0014】図4においてカメラ25は認識部50に接
続されている。認識部50は、カメラ25で撮像した画
像よりリードフレーム12のアイランド12aの位置を
認識し、制御部51へその位置情報を出力する。制御部
51はアイランド12aの位置情報に基づいて搬送手段
14を制御してノズル23とアイランド12aの位置合
わせを行い、ペースト塗布手段20に指令を送ってアイ
ランド12aの所定の位置にペーストを塗布する。
【0015】ペースト塗布手段20の下流側の搬送路上
には、チップのボンディング手段30が配設されてい
る。ボンディング手段30は、Yテーブル31に装着さ
れたボンディングヘッド32を備えている。ボンディン
グヘッド32はYテーブル31に沿ってY方向へ移動す
る。ボンディングヘッド32の下端部には、コレット3
3が装着されている。またボンディングヘッド32には
リードフレーム12を観察するカメラ34が一体的に組
み付けられている。このカメラ34もカメラ25と同様
に認識部50等に接続されている(図4参照)。
【0016】認識部50は、カメラ34で撮像された画
像よりアイランド12aの位置を認識して、制御部51
へその位置情報が送られる。制御部51はその位置情報
に基づいて搬送手段14やボンディング手段30を制御
して、コレット33に吸着したチップ36とアイランド
12aとを位置決めし、チップ36をアイランド12a
上の所定の位置にボンディングする。搬送路の側方でY
テーブル31の下方には、チップ36を供給するウェハ
を備えたチップ供給部35が配設されている。
【0017】ボンディングヘッド32は、Yテーブル3
1を駆動することによりチップ供給部35の真上まで移
動し、コレット33が上下動作を行ってチップ36をピ
ックアップする。そして再びYテーブル31により搬送
路上まで移動し、待機する。リードフレーム12が搬送
路上のボンディング手段30の位置まで搬送されると、
カメラ34によりアイランド12aの位置認識が行わ
れ、位置決めを行った後コレット33が下降・上昇動作
を行ってチップ36をアイランド12aに塗布されたペ
ースト24上にボンディングする。このとき、バックア
ッププレート8Aは、リードフレーム12を下方から支
持する。
【0018】次に、図2を参照してバックアッププレー
ト8Aの配設構造について説明する。前述のように、バ
ックアッププレート8Aはペースト塗布時とチップ36
のボンディング時にリードフレーム12ががたつかない
ようにこれを下方から支持するためのものであり、リー
ドフレーム12の品種に応じてサイズの異なるものが交
換して用いられる。図2に示すように、バックアッププ
レート8Aは、リードフレーム12のサイズに応じた幅
寸法で製作されており、またバックアッププレート8A
の下面にはその幅方向(Y方向)に2条の溝16が設け
られている。
【0019】可動搬送レール6aには、2本の棒状のホ
ルダ9の一端部が水平姿勢で結合されており、ホルダ9
の他端部側は固定搬送レール6bに設けられた貫通穴1
7に挿通している。したがって、ホルダ9を可動搬送レ
ール6aに固定したままで可動搬送レール6aを固定搬
送レール6bに対してリードフレーム12の幅方向(Y
方向)へ移動させることができる。バックアッププレー
ト8Aは下面の溝16をホルダ9に嵌合させることで可
動搬送レール6aと固定搬送レール6bの間に着脱自在
に装着される。
【0020】バックアッププレート8Aをホルダ9に装
着したならば、シリンダ10を駆動して可動搬送レール
6aをバックアッププレート8Aに向かって前進させて
その側端面を押し当てることにより、可動搬送レール6
aと固定搬送レール6bの間隔Bはリードフレーム12
の間隔に合致するように設定される。すなわち、バック
アッププレート8Aは、可動搬送レール6aと固定搬送
レール6bの間隔をリードフレーム12の幅に合わせる
ための間隔部材を兼ねている。
【0021】図2および図3において、バックアッププ
レート8Aの先端部の上面は部分的に切除され、この切
除部に光透過拡散体8aが装着されている。光透過拡散
体8aとしては、明色のスリガラスやアクリル樹脂など
である。チップ36をアイランド12aにボンディング
するときは、リードフレーム12のアイランド12aは
光透過拡散体8a上で停止し、光透過拡散体8aで下方
から支持される。図4において、光透過拡散体8aの中
央には吸着孔44が形成されている。吸着孔44は吸引
路としての溝52a、パイプ53を介して吸引系(図示
せず)に接続されており、チップ36をアイランド12
a上に搭載するときに、アイランド12aががたつかな
いようにアイランド12aを吸着して固定する。
【0022】図2および図3において、可動搬送レール
6aの側面にはブラケット40を介してケーブル41が
装着されている。ケーブル41内には光ファイバ42が
多数本収納されている。図3に示すように、光ファイバ
42はケーブル41から可動搬送レール6a内へ延出
し、図2(b)に示すようにその先端部は光透過拡散体
8aの全側面に対向している。ケーブル41は光源ユニ
ット43に接続されており、光源ユニット43から照射
された光は光ファイバ42内を通り、光透過拡散体8a
の側面へ照射されてその内部に入射される。すなわち、
ケーブル41や光源ユニット43などは、光透過拡散体
8aに光を照射する光源手段になっている。なお、破線
矢印Lは光を示している。
【0023】図4において、コレット33がチップ供給
部35上の所定のチップ36をピックアップできるよう
に、チップ供給部35は可動テーブル37によりX方向
やY方向へ水平移動し、バックアッププレート8Aの下
側まで進入する。
【0024】ここで、バックアッププレート8Aの一部
である光透過拡散体8aをカメラ34による観察時の明
るい背景体として兼用し、かつケーブル41は可動搬送
レール6aの側面に連結することにより、チップ供給部
35の上面とバックアッププレート8Aの下面との間隔
Dを極力小さくし、チップ供給部35のレベルを極力高
くしてチップ供給部35をバックアッププレート8Aの
下面に接近させることができる。したがってボンディン
グヘッド32のコレット33がチップ供給部35のチッ
プ36をピックアップするときの上下動ストロークSを
極力短くしてピックアップに要するタクトタイムを短縮
し、これによりチップ36のボンディングに要する全タ
クトタイムを短縮してチップ36を高速度でボンディン
グすることができる。またペースト24の塗布位置を検
出するためにカメラ25でアイランド12aを観察する
ときも、光透過拡散体8aは明るい背景体となる。
【0025】このダイボンディング装置は上記のような
構成より成り、以下各図を参照してその動作を説明す
る。図1において、リードフレーム12は、搬送路上を
下流側へ搬送される。このリードフレーム12のアイラ
ンド12aに対して、ペースト塗布手段20によってペ
ースト24が塗布される。ペーストが塗布されたリード
フレーム12は搬送手段14によってボンディング手段
30の位置まで搬送され、ここでアイランド12aのペ
ースト24上にチップ36がボンディングされる。そし
てボンディングが終了したリードフレーム12は次工程
へ搬送される。
【0026】さて、リードフレーム12のアイランド1
2aにチップ36をボンディングするのに先立って、カ
メラ34によりアイランド12aを観察し、チップ36
のボンディング位置が認識される。この場合、図4にお
いて光源ユニット43から照射された光を、ケーブル4
1を通して光透過拡散体8aの内部に入射させる。する
と光は光透過拡散体8aの内部を透過して上方へ均一に
拡散され、光透過拡散体8aは均一な明るさで面発光す
る。そして光透過拡散体8aから上方へ発光された光は
リードフレーム12の開口部を通過してカメラ34に入
射する。したがってアイランド12aは光透過拡散体8
aを明るい背景として、その暗いシルエットを明瞭に観
察される。この場合、光透過拡散体8aの上面はこれに
載せられたアイランド12aに接しており、したがって
光透過拡散体8aは至近距離からアイランド12aに向
って発光するので、アイランド12aのシルエットをき
わめて明瞭に観察できる。
【0027】そしてこの観察結果に基づいてチップ36
のボンディング位置が求められ、チップ36は所定のボ
ンディング位置に位置精度よく搭載されてボンディング
される。
【0028】(実施の形態2)図5は本発明の実施の形
態2のリードフレームの搬送装置の部分断面図である。
図5において、バックアッププレート8Bの切除部の上
面はテーパ面45になっており、テーパ面45上にプレ
ート状の光透過拡散体8bが装着されている。テーパ面
45は、光Lを反射する反射面となっている。テーパ面
45へ向って光ファイバ42から光Lが照射され、テー
パ面45で上方へ反射されて光透過拡散体8bで拡散さ
れる。したがってアイランド12aのシルエットをカメ
ラ34でより明瞭に観察できる。
【0029】光透過拡散体8bにはアイランド12aを
吸着するための吸着孔54が形成されており、この吸着
孔54は、光透過拡散体8bとテーパ面45にはさまれ
た空間55に連通している。空間55はパイプ53を介
して吸引系(図示せず)に接続されている。従って吸引
系を作動させると、リードフレーム12のアイランド1
2aは吸着孔54によって光透過拡散体8b上に吸着、
固定される。
【0030】(実施の形態3)図6は本発明の実施の形
態3のリードフレームの搬送装置の部分断面図である。
図6において、バックアッププレート8Cの切除部の上
面は両側方へ向って下り勾配のテーパ面46になってお
り、テーパ面46上に光透過拡散体8cが装着されてい
る。テーパ面46は、光Lを反射する反射面となってい
る。ケーブル41は可動搬送レール6aと固定搬送レー
ル6bに装着されている。テーパ面46へ向って両側方
の光ファイバ42から光Lが照射され、テーパ面46で
上方へ反射されて光透過拡散体8cで拡散される。した
がってアイランド12aをカメラ34でより明瞭に観察
できる。
【0031】光透過拡散体8cの中央部には、吸着孔5
6が形成されている。バックアッププレート8Cの中央
部には、吸着孔56の周囲の光透過拡散体8cを下方か
ら支持する支持部57が突出している。この支持部57
によって、ボンディング時の圧力で光透過拡散体8cが
下方に変形するのを防止する。58はバックアッププレ
ート8Cの内部に形成された吸引路であり、吸着孔56
と、吸引系(図示せず)に接続されたパイプ53とを連
通する。従って吸引系を作動させるとアイランド12a
は吸着孔56に吸着、固定される。
【0032】(実施の形態4)図7は本発明の実施の形
態4のリードフレームの搬送装置の部分平面図、図8は
同部分断面図である。バックアッププレート8Dの先端
部は光透過拡散体8dになっており、リードフレーム1
2’の搬送方向(X方向)における光透過拡散体8dの
両側部には、光源手段としてLEDなどの光源47が複
数個並設されている。リードフレーム12’は幅方向に
複数個のアイランド12a’を有している。
【0033】光源47から照射された光は光透過拡散体
8d内に入射して拡散される。したがってアイランド1
2a’のシルエットをカメラ34で明瞭に観察できる。
光透過拡散体8dには、複数のアイランド12a’に対
応する位置に吸着孔59が形成されており、吸引路6
0、パイプ53を介して図外の吸引系に接続されてい
る。
【0034】(実施の形態5)図9は本発明の実施の形
態5のリードフレームの搬送装置の部分断面図である。
バックアッププレート8Eの上面は両側方へ向って下り
勾配のテーパ面48になっており、テーパ面48上に光
透過拡散体8eが装着されている。また光透過拡散体8
eの両側部には光源47が複数個並設されている。光源
47から照射された光Lはテーパ面48で反射され、光
透過拡散体8d内に入射して拡散される。したがってア
イランド12aのシルエットをカメラ34で明瞭に観察
できる。
【0035】なお実施の形態2〜5において、図示以外
の他の構成は実施の形態1と同様である。また上記各実
施の形態では、バックアッププレートの一部を光透過拡
散体にしているが、バックアッププレート全体を光透過
拡散体にしてもよい。またペースト塗布手段20の下方
に設けられたバックアッププレート(図1において左方
のバックアッププレート)も上記実施の形態と同様の光
透過拡散体を構成してもよく、このようにすればアイラ
ンド12aをカメラ25で明瞭に観察して所定の位置に
ペーストを正しく塗布することができる。またリードフ
レームで認識を行う部分は位置決め用の穴やリード等、
アイランド以外の部分でもよい。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、リ
ードフレームのアイランドのシルエットをカメラで明瞭
に観察できるので、この観察結果に基づいてチップのボ
ンディング位置を正確に求め、チップを位置精度よくア
イランドにボンディングすることができる。
【0037】また光源手段はバックアッププレートの真
下に配設しなくてもよいので、バックアッププレートの
真下をチップ供給部の進入スペースとして有効に利用で
き、したがってチップ供給部の上面がバックアッププレ
ートの下面に極力近接するようにチップ供給部を配設す
ることにより、コレットなどのチップのピックアップ手
段の昇降ストロークを短くでき、それだけ高速度でチッ
プをピックアップしてリードフレームにボンディングす
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1のリードフレームの搬送
装置の斜視図
【図2】(a)本発明の実施の形態1のリードフレーム
の搬送装置の部分斜視図 (b)本発明の実施の形態1のリードフレームの搬送装
置の可動搬送レールの内側面を示す部分斜視図
【図3】本発明の実施の形態1のリードフレームの搬送
装置の部分平面図
【図4】本発明の実施の形態1のリードフレームの搬送
装置の部分断面図
【図5】本発明の実施の形態2のリードフレームの搬送
装置の部分断面図
【図6】本発明の実施の形態3のリードフレームの搬送
装置の部分断面図
【図7】本発明の実施の形態4のリードフレームの搬送
装置の部分平面図
【図8】本発明の実施の形態4のリードフレームの搬送
装置の部分断面図
【図9】本発明の実施の形態5のリードフレームの搬送
装置の部分断面図
【符号の説明】
6a 可動搬送レール 6b 固定搬送レール 8A,8B,8C,8D,8E バックアッププレート 8a,8b,8c,8d,8e 光透過拡散体 12,12’ リードフレーム 12a,12a’ アイランド 24 ペースト 30 ボンディング手段 34 カメラ 35 チップ供給部 36 チップ 41 ケーブル 42 光ファイバ 43 光源ユニット 47 光源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−284520(JP,A) 特開 平1−276700(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/52

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】リードフレームにチップをボンディングす
    るボンディング手段と、ボンディング位置におけるリー
    ドフレームを上方から観察するカメラと、ボンディング
    手段にチップを供給するチップ供給部とを備えたダイボ
    ンディング装置であって、前記ボンディング手段へリー
    ドフレームを搬送する搬送手段が、リードフレームを搬
    送する2本の平行な搬送レールから成り、これらの搬送
    レールの間にチップのボンディング時にリードフレーム
    を下方から支持する光透過拡散体を設け、且つこの光透
    過拡散体の側面から内部へ光を入射させる光源手段を設
    けたことを特徴とするダイボンディング装置。
  2. 【請求項2】前記2本の平行な搬送レールの間に着脱自
    在に装着されたバックアッププレートを備え、前記光透
    過拡散体をこのバックアッププレートの上面の切除部に
    装着したことを特徴とする請求項1記載のダイボンディ
    ング装置。
  3. 【請求項3】前記光源手段が搬送レールに装着されてい
    ることを特徴とする請求項1記載のダイボンディング装
    置。
  4. 【請求項4】前記光源手段が前記バックアッププレート
    に並設されていることを特徴とする請求項1記載のダイ
    ボンディング装置。
  5. 【請求項5】リードフレームにチップをボンディングす
    るボンディング手段と、ボンディング位置におけるリー
    ドフレームを上方から観察するカメラと、ボンディング
    手段にチップを供給するチップ供給部とを備えたダイボ
    ンディング装置であって、前記ボンディング手段へリー
    ドフレームを搬送する搬送手段が、リードフレームを搬
    送する2本の平行な搬送レールから成り、またこの2本
    の平行な搬送レールの間に着脱自在に装着されたバック
    アッププレートと、このバックアッププレートの上面に
    装着されてチップボンディング時にリードフレームを下
    方から支持する光透過拡散体と、光源手段とを備え、前
    記バックアッププレートの上面に前記光源手段からの光
    を上方へ反射して前記光透過拡散体で拡散させる反射面
    を設けたことを特徴とするダイボンディング装置。
  6. 【請求項6】前記光源手段が搬送レールに装着されてい
    ることを特徴とする請求項5記載のダイボンディング装
    置。
  7. 【請求項7】前記光源手段が前記バックアッププレート
    に並設されていること を特徴とする請求項5記載のダイ
    ボンディング装置。
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