JP3579216B2 - Substrate dividing device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はセラミックあるいはガラス等の基板を所定の大きさに分割する基板分割装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ハイブリッドIC等の回路形成を終えたセラミック基板等をチップに分割する際には、焼成前に金型等によって予め基板Mの表面に図7(A)に示すように縦横に形成したx,yの分割線に沿って所定の大きさに割る。この分割作業は従来人手で行われているが、作業効率が悪い上に、近年の回路実装面積の増大に伴って基板M周縁の掴み代が減少しているため、分割作業自体が困難になっている。
【0003】
そこで、例えば特開平5−1214031号公報には、分割線を形成したセラミック基板の片側を把持する一対のチャックを設けて、一方のチャックを他方のチャックに対して揺動させることにより、セラミック基板を分割線に沿って自動分割する方法が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記提案の方法は、セラミック基板の片側を人手に代えてチャックで強力に把持することにより、基板周縁の掴み代の減少に対応するものである。しかし、基板の損傷を防止しつつこれを確実に把持するためには、掴み代をある程度大きく確保することは避けられないとともに、基板を強力に把持する毎に、チャック面に設けた弾性樹脂体に大きな繰り返し応力が生じてその寿命が低下する懸念がある。また、分割線に沿って基板が割れる際に、把持されていない基板分割片の他端側が大きく振れて基板本体や他部材等と干渉し、破損するおそれがあった。
【0005】
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、基板分割時の掴み代を小さくして基板の回路実装率を向上させることができるとともに、装置寿命が長くかつ基板損傷のおそれもない基板分割装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の基板分割装置では、分割線(x,y)を形成した基板(M)の、分割線(x,y)と交差する両側縁(S1,S2)を受け入れて案内する案内溝(11)をそれぞれ形成して平行に配設された一対の固定側案内部材(1A,1B)と、案内溝(11)の延長線上に位置する案内溝(21)をそれぞれ有するとともに、固定側案内部材(1A,1B)との間の中間点を中心に上方ないし下方へ揺動可能な一対の可動側案内部材(2A,2B)と、基板(M)を固定側案内部材(1A,1B)から可動側案内部材(2A,2B)へ送り込んで、その分割線(x,y)が上記中間点を通るように基板(M)を位置決めする位置決め手段(3,4)と、基板(M)を位置決めした状態で一方の可動側案内部材(2A)を揺動させる揺動駆動手段(25,26)と、一方の可動側案内部材(2A)と他方の可動側案内部材(2B)の揺動相対変位に応じた揺動力を一方の可動側案内部材(2A)から他方の可動側案内部材(2B)へ伝達する揺動力伝達手段(6)とを具備している。ここで、駆動力伝達手段は、所定の捩じれおよび曲げ変形を生じる金属バー等で構成することができ、この金属バーで両可動側案内部材を結合する。なお、上記各手段のカッコ内の符号は、後述する実施例記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【0007】
本発明においては、各一対の固定側案内部材と可動側案内部材の案内溝内に基板の両側縁を受け入れて保持するようにしているから、従来のように基板の片側のみをチャッキングするのに比して、掴み代を小さくしても基板を安定に保持できる。したがって、基板上の回路実装面積を増大させることができるとともに、基板の片側を強力にチャックする必要がないから、チャック面に設けた弾性樹脂体が疲労する等の問題はなく、装置寿命が長い。また、基板の両側縁を案内溝で規制しているから、分割線に沿って割れる際に基板分割片の他端が大きく振れて損傷する等の問題も生じない。そして、揺動力伝達手段により、他方の可動側案内部材へは両可動側案内部材の揺動相対変位に応じた揺動力を一方の可動側案内部材から伝達するようにしているから、基板の「割れ」は常に、一方の可動側案内部材に保持された分割線の一端側から他端側へ向かって進行させられ、この結果、分割線を大きく外れた「割れ」が基板に生じることが防止される。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1には分割装置の正面図を示す。分割装置はフロアF上に据えつけられた架台7を有し、架台7上にはその左右位置にガイドレール71が設けられて、図2に示すように、架台7の長手方向へ一定長で延びている。これらガイドレール71上にはスライダ72を介して移動基台73が設けられており、移動基台73は架台7上に設けた駆動シリンダ74のロッド741に結合されている。これにより、駆動シリンダ74のロッド741の伸縮に伴って移動基台73が前後方向(図2の左右方向)の所定位置へ移動させられる。
【0009】
移動基台73の左右両端には支持台75(図1)が立設され、各支持台75の上半部にはこれを貫通してそれぞれ軸体22,23が設けられている。各軸体22,23はその軸心回りに回転可能かつ軸方向へ移動可能に支持台75に支持されている。各軸体22,23の先端には揺動板24が設けられている。左右の揺動板24は同一形状で、図2に示すように、矩形の本体部241と、これより下方へ突出する略台形の連結部242とよりなり、本体部241の板面には案内溝21を形成した可動側案内部材2A,2B(図1)が設けられている。
【0010】
可動側案内部材2A,2Bは軸体22,23の軸心から水平方向へ延びる矩形のブロック体で、その端面中央に水平に延びる上記案内溝21が形成されている。図1において、軸体22には駆動板25が設けられている。この駆動板25は、図3に示すように、上端部が相対回転可能に軸体22に嵌装されるとともに下端部は二股状になって、その凹所内に、駆動シリンダ26から突出するロッド261先端の駆動ピン262が位置している。したがって、図3の退入位置からロッド261が進出すると、図の鎖線で示すように駆動板25が揺動させられる。
【0011】
駆動板25の板面中間位置には、揺動力伝達手段としての金属バー6の一端が嵌着固定されており、この金属バー6は、図1に示すように、各軸体22,23に設けた揺動板24の下端部を隙を有して貫通して、軸体23に設けた従動板27の下端部に嵌着固定されている。この従動板27の上端部は相対回転可能に軸体23に嵌装されている。
【0012】
図1において、架台7上には、図略の支持体に支持されて、左右位置を平行に延びる固定側案内部材1A,1Bが設けられている。固定側案内部材1Bは図2に示すように架台7の長手方向へ延び、下側に位置する主案内部材12と上側に位置する副案内部材13,14より構成されている。左右の主案内部材12上の副案内部材13は対向方向の外方へ一定量逃げており、左右の主案内部材12上には、ロボットアーム等によって、基板Mがその分割線x(図7参照)と直交する両側縁S1,S2にて載置される。主案内部材12上の前端(図2の右端)に位置する副案内部材14は主案内部材12と面一に位置するとともに(図1)主案内部材12との間に案内溝11を形成しており、これら案内溝11内に基板Mの上記両側縁S1,S2が受け入れられる。なお、上記軸体22,23(図1)はその基端が連結板221,231により駆動シリンダ28,29のロッド281,291先端と結合されており、各ロッド281,291が図1の進出状態から退入すると、これに伴って各軸体22,23が対向方向へ進出して、その先端に設けた各可動側案内部材2A,2Bの案内溝21が左右の固定側案内部材1A,1Bの案内溝11の延長線上に至る。
【0013】
図2において、架台7上にはさらに、その長手方向へ延びるガイドレール76が設けられており、このガイドレール76上にはスライダ77を介して略U字形の支持体78が載置されている。スライダ77はロッドレスシリンダ79によりガイドレール76上を移動させられる。上記支持体78の前後の立壁間にはスライドシャフト781が水平姿勢で架設されており、このスライドシャフト781に摺動可能にプッシャ3の基体31が装着されている。基体31の前端上面からはL字状に屈曲したプッシャ腕32が突出し、その先端には樹脂ブロックの押圧体33が固定されて、固定側案内部材1Bと同一高さに位置している。なお、基体31は、これと支持体78の後壁との間に設けたバネ部材34により前方(図2の右方)へ付勢されている。また、基体31の後端上面からは支持体78の後壁に向けて遮光板35が延びており、基体31がスライドシャフト781上を一定量後方へ移動すると、遮光板35の先端が、後壁に設けたホトセンサ(図示略)の光を遮ってセンサ信号が発せられる。
【0014】
支持台7を介して上記プッシャ3とは反対位置にストッパ4が設けられており、そのストッパ腕41は上記プッシャ腕32の方向へ向く同形のL字状をなして、その先端に樹脂ブロックの押圧体42が固定されている。この押圧体42は可動側案内部材2A,2Bや固定側案内部材1A,1Bと同一高さに位置している。なお、ストッパ腕41は図1に示すように、L字状に屈曲した基体43の水平部上に支持されて、左右の固定側案内部材1A,1Bの中間に位置している。基体43はその垂直部が図略のボールネジ機構に結合されており、サーボモータによって、前後方向(図2の左右方向)の所定位置へ移動させられる。
【0015】
このような構造の分割装置において、左右の固定側案内部材1A,1Bの主案内部材12上に基板Mの両側縁S1,S2を載置した後、軸体22,23を対向方向へ進出させて、その先端に設けた各可動側案内部材2A,2Bの案内溝21を、固定側案内部材1A,1Bの案内溝11の延長線上に一致させる。同時に、支持台75を後退移動(図2の左方)させて、各可動側案内部材2A,2Bの後端を固定側案内部材1A,1Bの前端に近接させる(図4の状態)。この時、ストッパ4も固定側案内部材1A,1Bに向けて後退移動させられて、その押圧体42が、固定側案内部材1A,1Bの前端に対して所定位置に位置決めされる。この状態で、プッシャ3をストッパ4の方向へ前進移動させると、移動過程でその押圧体33が基板Mの後端面に当接し、基板Mを、図4に示すように、固定側案内部材1A,1Bの案内溝11を経て、その前端面が押圧体42に当接するまで可動側案内部材2A,2Bの案内溝21内へ押し込む。
【0016】
基板Mがストッパ4の押圧体42に当たると、プッシャ3はバネ部材34のバネ力に抗して後退し、その遮光板35によりホトセンサの光が遮られてセンサ信号が発せられる。この結果、支持体78が戻り後退させられる。これにより、基板Mが過度な力でストッパ4に押しつけられるのが防止される。ストッパ4によって位置決めされた基板Mは、図5に示すように、その分割線xが固定側案内部材1A,1B(一方のみ図示)と可動側案内部材2A,2Bの間に来るとともに、分割線xの直下の基板M下面位置がほぼ軸体23の軸心Oに一致する。
【0017】
上記のように基板Mを位置決めした後、ストッパ4を原位置へ後退させ、続いて、駆動シリンダ26(図3)のロッド261を進出させると、駆動板25および金属バー6を介して左右の揺動片24およびこれらに設けた可動側案内部材2A,2Bが図4の鎖線で示すように軸体22,23の軸心O(図5)回りに下方へ揺動し、これに伴って基板Mが分割線xに沿って分割される。この時、可動側案内部材2Bの揺動力は、介在する金属バー6が捩じれおよび曲げ変形することにより、可動側案内部材2Aとの揺動相対変位に応じたものとなる。すなわち、可動側案内部材2Aが揺動を開始してその案内溝21が基板Mの表面に当たり、その揺動力によって基板Mの分割線xの一端で「割れ」が生じ始めても、可動側案内部材2Bには未だ十分な揺動力が生じず、分割線xの他端では「割れ」は生じない。可動側案内部材2Aがさらに揺動し、分割線xの一端での「割れ」が他端に向かって伝達し始めると、この時の両可動側案内部材2A,2Bの揺動相対変位が大きくなるため、金属バー6を介した可動側案内部材2Bの揺動力は大きくなり、この結果、分割線xにおける「割れ」は急速に他端に向かって伝達する。このように、基板Mの「割れ」が常に分割線xの一端から他端へ向かって進行させられる結果、上記「割れ」は確実に分割線x上を進行し、分割線xから大きく外れることはない。
【0018】
基板Mを分割すると、駆動シリンダ26のロッド261が後退して可動側案内部材2A,2Bは傾斜姿勢から再び水平姿勢に戻るが、この間、分割線xで基板Mから分離された分割片M1(図7(B)参照)は摩擦力で可動側案内部材2A,2Bの案内溝21内に留まり、脱落することはない。可動側案内部材2A,2Bが水平姿勢に戻ると、駆動シリンダ74により支持体75が後退移動させられ、可動側案内部材2A,2Bが固定側連結部材1A,1Bから離れる(図2の状態)。この状態で、上記分割片M1の長辺をロボットアーム等で掴んだ後、駆動シリンダ28,29によって各可動側案内部材2A,2Bを互いに離間する方向へ後退させると(図1の状態)、分割片M1の両端縁が案内溝21から脱し、分割片M1をロボットアーム等により次工程へ搬送することが可能となる。
【0019】
なお、本実施形態では、図6に示すように、基板Mの側縁S1,S2(一方のみ図示)外周と案内溝11の内周面との間に基板厚さの1/10程度の隙Lを形成してある。このようにした方が、基板Mの製造誤差を吸収してプッシャ3による送りをスムーズに行うことができる。
【0020】
このような分割装置を2台設ければ、図7(A)から(B)に示すように最初にx分割線に沿った分割を行い、続いて方向を変えて図7(C)から(D)に示すようにy分割線に沿った分割を行うことができる。
【0021】
なお、上記実施形態では、可動側案内部材2A,2Bを軸体22,23の軸心を中心に下方へ揺動させたが、分割線が基板Mの下面に形成されている場合には、軸心Oを基板Mの上面に位置させて可動側案内部材2A,2Bを上方へ揺動させる。
【0022】
【発明の効果】
以上のように、本発明の基板分割装置によれば、基板分割時の掴み代を小さくして基板の回路実装率を向上させることができるとともに、装置寿命を長くでき、かつ基板損傷のおそれもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】基板分割装置の部分断面正面図である。
【図2】図1のII−II線に沿う、基板分割装置の部分断面側面図である。
【図3】図1のIII −III 線に沿う、駆動板設置部の部分断面側面図である。
【図4】固定側案内部材に接近した揺動板の正面図である。
【図5】図4のA部拡大断面図である。
【図6】案内溝内に受け入れられた基板側縁の拡大断面図である。
【図7】基板の分割工程を示す平面図である。
【符号の説明】
1A,1B…固定側案内部材、11…案内溝、2A,2B…可動側案内部材、21…案内溝、25…揺動板(揺動駆動手段)、26…駆動シリンダ(揺動駆動手段)、3…プッシャ(位置決め手段)、4…ストッパ(位置決め手段)、6…金属バー(揺動力伝達手段)、M…基板、側縁…S1,S2、x,y…分割線。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate dividing apparatus for dividing a substrate made of ceramic or glass into a predetermined size.
[0002]
[Prior art]
When a ceramic substrate or the like on which a circuit such as a hybrid IC or the like has been formed is divided into chips, x and y are vertically and horizontally formed as shown in FIG. Along a dividing line of a predetermined size. Conventionally, this division work is performed manually, but the work efficiency is poor, and in addition to the recent increase in the circuit mounting area, the margin for grasping the periphery of the substrate M has been reduced, making the division work itself difficult. ing.
[0003]
Therefore, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-1214031 discloses a method in which a pair of chucks for holding one side of a ceramic substrate on which a dividing line is formed are provided, and one of the chucks is swung with respect to the other chuck. Has been proposed to automatically divide a line along a dividing line.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The above-mentioned proposed method corresponds to a reduction in the margin of the peripheral edge of the ceramic substrate by firmly gripping one side of the ceramic substrate with a chuck instead of manually. However, in order to securely grip the substrate while preventing damage to the substrate, it is inevitable to secure a large allowance for the gripping, and the elastic resin body provided on the chuck surface every time the substrate is strongly gripped. There is a concern that a large repetitive stress is generated in the steel sheet to shorten its life. In addition, when the substrate is split along the division line, the other end of the substrate division piece that is not gripped swings greatly and interferes with the substrate main body or other members, and may be damaged.
[0005]
Accordingly, the present invention is to solve such a problem, and it is possible to improve the circuit mounting ratio of the substrate by reducing the gripping margin at the time of dividing the substrate, and to increase the device life and eliminate the possibility of substrate damage. It is an object to provide a splitting device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the substrate dividing apparatus of the present invention accepts both side edges (S1, S2) of a substrate (M) on which a dividing line (x, y) is formed, which crosses the dividing line (x, y). A pair of fixed side guide members (1A, 1B) which are formed in parallel with each other to form guide grooves (11) for guiding each other, and a guide groove (21) located on an extension of the guide groove (11), respectively. A pair of movable guide members (2A, 2B) that can swing upward or downward about an intermediate point between the fixed guide members (1A, 1B) and the fixed guide member (1A, 1B); Positioning means (3, 4) for feeding the movable side guide members (2A, 2B) from the members (1A, 1B) and positioning the substrate (M) so that the division line (x, y) passes through the intermediate point. And one movable guide member (2A) with the substrate (M) positioned. Drive means (25, 26) for swinging the first and second movable guides (2A) and (2B). And a swinging power transmission means (6) for transmitting from the member (2A) to the other movable side guide member (2B). Here, the driving force transmitting means can be constituted by a metal bar or the like which causes a predetermined twist and bending deformation, and the two movable side guide members are connected by this metal bar. In addition, the code | symbol in parenthesis of the said each means shows the correspondence with the concrete means of the Example described later.
[0007]
In the present invention, since both side edges of the substrate are received and held in the guide grooves of the pair of fixed-side guide members and movable-side guide members, only one side of the substrate is chucked as in the related art. As compared with the above, the substrate can be stably held even if the gripping margin is reduced. Therefore, the circuit mounting area on the substrate can be increased, and it is not necessary to strongly chuck one side of the substrate. Therefore, there is no problem such as fatigue of the elastic resin body provided on the chuck surface, and the device life is long. . Further, since the both side edges of the substrate are regulated by the guide grooves, there is no problem that the other end of the substrate divided piece is largely shaken and damaged when the substrate is split along the dividing line. The swinging power transmitting means transmits the swinging power corresponding to the swinging relative displacement of the two movable-side guide members to the other movable-side guide member from one of the movable-side guide members. The “crack” is always advanced from one end of the dividing line held by one movable-side guide member toward the other end, and as a result, a “crack” that greatly deviates from the dividing line is prevented from being generated on the substrate. Is done.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a front view of the dividing device. The dividing device has a
[0009]
Support bases 75 (FIG. 1) are erected on both left and right ends of the
[0010]
The movable
[0011]
One end of a
[0012]
In FIG. 1, fixed
[0013]
In FIG. 2, a
[0014]
A
[0015]
In the dividing device having such a structure, after placing both side edges S1 and S2 of the substrate M on the
[0016]
When the substrate M comes into contact with the
[0017]
After positioning the substrate M as described above, the
[0018]
When the substrate M is divided, the
[0019]
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, a gap of about 1/10 of the substrate thickness is provided between the outer periphery of the side edges S1 and S2 (only one is shown) of the substrate M and the inner periphery of the
[0020]
If two such dividing devices are provided, first, as shown in FIGS. 7A and 7B, division is performed along the x division line, and then the direction is changed to change the direction from FIGS. As shown in D), division along the y division line can be performed.
[0021]
In the above-described embodiment, the
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the substrate dividing device of the present invention, the gripping margin at the time of dividing the substrate can be reduced to improve the circuit mounting rate of the substrate, and the device life can be prolonged, and there is a possibility that the substrate may be damaged. Absent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial sectional front view of a substrate dividing apparatus.
FIG. 2 is a partial cross-sectional side view of the substrate dividing device taken along the line II-II of FIG.
FIG. 3 is a partial cross-sectional side view of a driving plate installation section, taken along line III-III in FIG. 1;
FIG. 4 is a front view of the swing plate approaching a fixed-side guide member.
FIG. 5 is an enlarged sectional view of a portion A in FIG. 4;
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a substrate side edge received in a guide groove.
FIG. 7 is a plan view showing a substrate dividing step.
[Explanation of symbols]
1A, 1B: fixed side guide member, 11: guide groove, 2A, 2B: movable side guide member, 21: guide groove, 25: rocking plate (rocking drive means), 26: drive cylinder (rocking drive means)
Claims (1)
前記案内溝の延長線上に位置する案内溝をそれぞれ有するとともに、前記固定側案内部材との間の中間点を中心に上方ないし下方へ揺動可能な一対の可動側案内部材と、
基板を前記固定側案内部材から前記可動側案内部材へ送り込んで、その分割線が中間点を通るように前記基板を位置決めする位置決め手段と、
前記基板を位置決めした状態で一方の前記可動側案内部材を揺動させる揺動駆動手段と、
前記一方の可動側案内部材と他方の可動側案内部材の揺動相対変位に応じた揺動力を前記一方の可動側案内部材から前記他方の可動側案内部材へ伝達する揺動力伝達手段とを具備する基板分割装置。A pair of fixed-side guide members arranged in parallel by forming guide grooves for receiving and guiding both side edges intersecting with the division line of the substrate on which the division line is formed,
A pair of movable guide members, each having a guide groove positioned on an extension of the guide groove, and capable of swinging upward or downward around an intermediate point between the fixed guide member,
Positioning means for feeding the substrate from the fixed-side guide member to the movable-side guide member, and positioning the substrate so that the dividing line passes through an intermediate point.
Swing drive means for swinging one of the movable side guide members in a state where the substrate is positioned,
Swinging power transmitting means for transmitting a swinging power according to a swinging relative displacement of the one movable side guide member and the other movable side guide member from the one movable side guide member to the other movable side guide member. Substrate dividing device.
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