JP5973813B2 - シート貼付装置およびシート貼付方法 - Google Patents

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本発明は、シート貼付装置およびシート貼付方法に関する。
従来、半導体製造工程において、半導体ウェハ(以下、単にウェハという場合がある)やリングフレームに接着シートを貼付するシート貼付装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載のシート貼付装置は、ウェハおよびリングフレームに接着シートとしてのマウント用シートを貼付するマウント機構と、複数のリングフレームが収容され、底部にキャスタが設けられたワゴンと、ワゴンからマウント機構にリングフレームを搬送する搬送機構とを備え、ワゴンに収容されたリングフレームを使い切ると、当該ワゴンをシート貼付装置から切り離し、リングフレームを補充して再度シート貼付装置内に配置するように構成されている。
特開2005−33119号公報
しかしながら、特許文献1に記載されたような従来のシート貼付装置では、リングフレームを収容可能なワゴンを1つしか配置できないため、リングフレームを補充するためにワゴンが装置から切り離されている間は、マウント機構にリングフレームを供給することができない。このため、装置の操業停止が余儀なくされ、単位時間あたりの処理能力が低下するという不都合がある。
本発明の目的は、装置の操業を停止させることなくフレーム部材を補充することで、単位時間あたりの処理能力が低下することを防止できるシート貼付装置およびシート貼付方法を提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明のシート貼付装置は、接着シートを介して被着体と一体化されるフレーム部材を複数収容可能な複数のフレーム収容手段を所定の供給位置で保持可能な保持手段と、前記フレーム部材および前記被着体のうちの少なくともフレーム部材を支持する支持手段と、前記供給位置で保持されたフレーム収容手段からフレーム部材を前記支持手段に移載する移載手段と、前記支持手段に支持されたフレーム部材または、フレーム部材および被着体に前記接着シートを貼付する貼付手段とを備え、前記フレーム収容手段は、下面端縁に台車傾斜面部が設けられ、上面で複数のフレーム部材を支持する台車フレームを有する移動可能な台車を備え、前記保持手段は、前記台車を出し入れ自在に収容する複数の収容手段保持部と、前記収容手段保持部内で前記台車を持ち上げて保持するリフタと、前記収容手段保持部を移動させることで保持された台車を順次前記供給位置へ搬送する搬送手段を有し、前記リフタは、前記台車傾斜面部に摺動可能なリフタ傾斜面部を有するリフトアームと、前記リフタ傾斜面部を前記台車傾斜面部に摺動させる駆動機器とを備えた、という構成を採用している。
一方、本発明のシート貼付方法は、下面端縁に台車傾斜面部が設けられ、接着シートを介して被着体と一体化されるフレーム部材を上面で複数支持する台車フレームを有する移動可能な台車を備える複数のフレーム収容手段に、複数のフレーム部材を収容する収容工程と、前記複数のフレーム収容手段所定の供給位置で保する保持工程と前記フレーム部材および前記被着体のうちの少なくともフレーム部材を支持手段で支持する支持工程と、前記供給位置で保持されたフレーム収容手段からフレーム部材を前記支持手段に移載する移載工程と、前記支持手段に支持されたフレーム部材または、フレーム部材および被着体に前記接着シートを貼付する貼付工程とを備え、前記保持工程は、前記台車を出し入れ自在に収容する複数の収容手段保持部内でリフトアームのリフト傾斜面部を前記台車の台車フレームの下面端縁に設けられた台車傾斜面部に駆動機器で摺動させることで、前記台車を持ち上げて保持する工程と、前記収容手段保持部を移動させることで保持された台車を所定の供給位置へ搬送する工程とを備えた、という構成を採用している。
以上のような本発明によれば、フレーム収容手段を複数保持可能な保持手段がフレーム収容手段を順次所定の供給位置へ搬送することができるので、1のフレーム収容手段に収容されたフレーム部材を使い切っても、即座に別のフレーム収容手段を供給位置に搬送することができる。これにより、当該シート貼付装置の操業を停止させることなくフレーム部材を補充することができ、単位時間あたりの処理能力が低下することを防止することができる。
本発明において、保持手段におけるフレーム収容手段の搭載位置および排出位置を共通化せずに、搭載位置および排出位置を独立して設けるようにすれば、例えば、フレーム収容手段の供給装置や、フレーム収容手段の排出装置といった独立した他の装置との接続や配置等において、設計的な自由度が生まれる。
また、保持手段にリフタを設ければ、フレーム収容手段を容易に搬送できる。
本発明の一実施形態に係るシート貼付装置の平面図。 シート貼付装置の保持手段の側面図。 本発明の変形例に係るシート貼付装置の平面図。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本実施形態におけるX軸、Y軸、Z軸は、それぞれが直交する関係にあり、X軸およびY軸は、水平面内の軸とし、Z軸は、水平面に直交する軸とする。さらに、本実施形態では、Y軸と平行な矢印AR方向から観た場合を基準とし、方向を示した場合、「上」がZ軸の矢印方向で「下」がその逆方向、「左」がX軸の矢印方向で「右」がその逆方向、「前」がY軸の矢印方向で「後」がその逆方向とする。
図1において、シート貼付装置1は、被着体としてのウェハWFを複数収容可能なウェハ収容手段2と、接着シートASを介してウェハWFと一体化されるフレーム部材としてのリングフレームRFを複数収容可能なフレーム収容手段3を所定の供給位置P3で保持可能な保持手段4と、リングフレームRFおよびウェハWFのうちの少なくともリングフレームRFを支持する支持手段6と、供給位置P3で保持されたフレーム収容手段3からリングフレームRFを支持手段6に移載する移載手段7と、支持手段6に支持されたリングフレームRFまたは、リングフレームRFおよびウェハWFに接着シートASを当接させて貼付する貼付手段9とを備え、フレーム11に支持されている。
ウェハ収容手段2は、表面に保護シートPS(図1中符号AAで示す図参照)が貼付されたウェハWFを上下方向に多段に収容可能なウェハカセット21からなり、フレーム11に対して切り離し可能に支持される。
フレーム収容手段3は、図2に示すように、リングフレームRFを上下方向に多段に収容可能なフレームカセット31と、フレームカセット31を支持する移動可能な台車32とを備えている。台車32は、下面端縁が内側に向かって傾斜する傾斜面部33が設けられた台車フレーム32Aと、台車フレーム32Aの下部に4体設けられたキャスタ34と、台車フレーム32Aの上部に設けられ、フレームカセット31を位置決めするカセット位置決め手段35とを備えている。
保持手段4は、フレーム収容手段3を複数保持可能に設けられ、本実施形態の場合、4体のフレーム収容手段3を出し入れ自在に保持するために、4箇所に収容手段保持部42を有する保持体41と、各フレーム収容手段3を順次供給位置P3へ搬送する搬送手段44と、フレーム収容手段3を持ち上げる4組のリフタ48とを備えている。
搬送手段44は、フレーム11上に支持された駆動機器としての回動モータ45の出力軸46で保持体41の中央を支持している。ここで、保持手段4の周辺には、回動モータ45の回転中心を中心として90°毎にフレーム収容手段3を搭載する搭載位置P1、フレーム収容手段3に収容されたリングフレームRFの収容位置を検出する検出位置P2、上述の供給位置P3および、フレーム収容手段3を排出する排出位置P4が設けられている。そして、回動モータ45が図1中反時計回りに回動することで、搭載位置P1で収容手段保持部42に収容されたフレーム収容手段3を、検出位置P2、供給位置P3、排出位置P4に順次搬送できるように構成されている。なお、検出位置P2の右方には、駆動機器としての直動モータ82によって昇降可能に支持されたセンサ81を有する第1検出手段8Aが設けられている。センサ81としては、エリアセンサやラインセンサ等の非接触型センサ、リミットスイッチ等の接触型センサ、またはカメラ等の撮像装置が例示できる。
リフタ48は、各収容手段保持部42にそれぞれ2体ずつ設けられた駆動機器としての直動モータ49と、当該直動モータ49の出力軸50に設けられ、フレーム収容手段3の傾斜面部33に摺動可能な傾斜面部52が形成されたリフトアーム51とを備えている。
支持手段6は、図示しない減圧ポンプや真空エジェクタ等の吸引手段によってウェハWFおよびリングフレームRFを吸着保持可能な支持面61を有するテーブル62と、テーブル62をスライダ63で支持する駆動機器としてのリニアモータ64とを備えている。
移載手段7は、駆動機器としての多関節ロボット71と、この多関節ロボット71の先端部に設けられた保持手段72とを備えている。多関節ロボット71は、6箇所に回転可能な関節を有する所謂6軸ロボットであり、当該多関節ロボット71の作業範囲内において保持手段72で保持したウェハWFやリングフレームRFを何れの位置、何れの角度にでも移動可能に構成されている。保持手段72は、図1中符号AAで示すAR方向からの図に示すように、一方の面74Aに凹部73を有する円盤状の保持フレーム74と、凹部73内に配置されたXYテーブル75と、XYテーブル75の出力部76に支持された吸着板77とを備え、保持フレーム74の面74Aに沿う平面内の直交2軸方向に吸着板77を移動可能かつ、当該平面内で吸着板77を回動可能に構成されている。吸着板77は、複数の吸着孔78が設けられた吸着面79を有し、多関節ロボット71に接続されることで、図示しない減圧ポンプや真空エジェクタ等の吸引手段に接続され、ウェハWFやリングフレームRFを吸着保持できるようになっている。また、吸着板77は、ウェハWFを吸着保持する系統と、リングフレームRFを吸着保持する系統との2系統が存在する。
なお、移載手段7の左方には、ウェハWFの外縁位置、ウェハWFに形成された図示しないVノッチやオリエンテーションフラット等の方位マーク、回路パターン、ストリートまたは、リングフレームRFの外縁および内縁位置、リングフレームRFの外周に設けられたVノッチRF1等を検出可能な光学センサや撮像装置等で構成された第2検出手段8Bが設けられている。
貼付手段9は、図1中符号BBで示すAR方向からの図に示すように、接着シートASが帯状の剥離シートRLの一方の面に仮着された原反RSを支持する支持軸91と、剥離シートRLを折り返して接着シートASを剥離する剥離板92と、剥離されて接着シートASをウェハWFに当接させて貼付する押圧手段としての押圧ローラ93と、駆動機器としての回動モータ94によって回転駆動する駆動ローラ95と、駆動ローラ95とで剥離シートRLを挟み込むピンチローラ96と、剥離シートRLを回収する回収ローラ97とによって構成されている。
なお、本実施形態の場合、ウェハWFに貼付された保護シートPSを剥離する剥離手段12と、剥離した保護シートPSを回収する不要部材収容箱13とが併設されているが、これらは本願発明の必須要件でないため詳細な説明は省略する。因みに、剥離手段12としては、例えば、特願2008−285228や特願2011−55508等の剥離装置先行文献に記載のものが例示でき、不要部材収容箱13としては、保護シートPSを収容して回収可能なものであれば何ら限定されるものではない。
以上のシート貼付装置1において、ウェハWFおよびリングフレームRFに接着シートASを貼付する手順を説明する。
先ず、図1中符号BBで示す図に示すように貼付手段9に原反RSをセットするとともに、ウェハカセット21を図1で示す位置にセットし、リングフレームRFが収容されたフレーム収容手段3を供給位置P3にセットする。
ここで、リングフレームRFが収容されたフレーム収容手段3を供給位置P3にセットする手順は以下のように行われる。すなわち、リングフレームRFが収容されたフレーム収容手段3を矢印Y1の方向に移動させて、搭載位置P1に位置する収容手段保持部42内に位置させる。次いで、保持手段4が直動モータ49を駆動し、図2中二点鎖線で示すように、リフトアーム51の傾斜面部52をフレーム収容手段3の傾斜面部33に摺動させてフレーム収容手段3を持ち上げて保持する。
次いで、搬送手段44が回動モータ45を駆動し、保持体41を図1中反時計回りに90°回転させ、搭載位置P1で保持したフレーム収容手段3を検出位置P2に搬送し、以降同様にして搭載位置P1でフレーム収容手段3が保持される。そして、フレーム収容手段3が検出位置P2に搬送されると、第1検出手段8Aが直動モータ82を駆動し、センサ81を上昇させた後下降させる。これにより、検出位置P2に位置したフレーム収容手段3に収容されたリングフレームRFの収容位置が検出される。
この後、搬送手段44が回動モータ45を駆動し、保持体41を図1中反時計回りにさらに90°回転させ、検出位置P2でリングフレームRFの収容位置が検出されたフレーム収容手段3を供給位置P3に搬送し、以降同様にして検出位置P2でリングフレームRFの収容位置が検出される。
以上のようにして各部材のセットが完了すると、移載手段7が多関節ロボット71を駆動し、保持手段72をウェハカセット21の内部に挿入させて吸着面79をウェハWFに接触させた後、図示しない吸引手段を駆動し、当該ウェハWFを吸着保持する。次いで、移載手段7が多関節ロボット71を駆動し、第2検出手段8Bで検出できる位置にウェハWFを移動させ、XYテーブル75を駆動し、ウェハWFを所定角度回転させる。これにより、第2検出手段8BがウェハWFの外縁位置と図示しないVノッチ位置とを検出し、それら諸データが図示しない制御手段に出力される。ウェハWFの諸データが図示しない制御手段に入力されると、ウェハWFの中心位置が算出され、移載手段7がXYテーブル75および多関節ロボット71を駆動し、図1中二点鎖線で示すように、ウェハWFの中心位置と図示しないVノッチ位置とが所定の位置となるようにしてテーブル62の支持面61上に載置する。ウェハWFが載置されると、支持手段6が図示しない吸引手段を駆動し、当該ウェハWFを吸着保持する。
次に、移載手段7が多関節ロボット71を駆動し、供給位置P3で保持されたフレームカセット31の内部に保持手段72を挿入させて吸着面79をリングフレームRFに接触させた後、図示しない吸引手段を駆動し、当該リングフレームRFを吸着保持する。次いで、移載手段7が多関節ロボット71を駆動し、リングフレームRFを第2検出手段8Bで検出できる位置に移動させ、第2検出手段8Bが上述のウェハWFのときと同様の動作を行い、その後、リングフレームRFの開口部の中心位置がテーブル62上で支持されているウェハWFの中心位置に合致する状態、かつ、リングフレームRFのVノッチRF1が所定の方向を向く状態にして、当該リングフレームRFをテーブル62の支持面61上に載置する。リングフレームRFが載置されると、支持手段6が図示しない吸引手段を駆動し、当該リングフレームRFを吸着保持する。
次いで、支持手段6がリニアモータ64を駆動し、テーブル62を左方向に移動させ、ウェハWFおよびリングフレームRFが所定の位置に到達したことが図示しない検知手段に検知されると、テーブル62の移動に同期して貼付手段9が回動モータ94を駆動し、原反RSを繰り出す。これにより、接着シートASが剥離板92で剥離され、剥離された接着シートASが押圧ローラ93によってウェハWFおよびリングフレームRFに押圧されて貼付され、図1中実線で示すように、ウェハ支持体WKが形成される。このようにしてウェハ支持体WKが形成されると、図示しない検知手段に検知され、支持手段6がリニアモータ64を停止する。そして、移載手段7が多関節ロボット71を駆動し、ウェハ支持体WKを持ち上げて上下反転させ、支持面61に対向する吸着支持面を有する図示しない受け渡し手段に受け渡し、当該受け渡し手段がウェハ支持体WKを下降させて再び支持面61に載置する。これにより、ウェハ支持体WKが保護シートPSを上方に向けた状態で支持面61に支持される。次いで、剥離手段12が保護シートPSに図示しない剥離用テープを貼付し、当該剥離用テープを引っ張ってウェハWFから保護シートPSを剥離する(詳細は、剥離装置先行文献参照)。ウェハWFから保護シートPSが剥離されると、移載手段7が多関節ロボット71を駆動し、剥離した保護シートPSに吸着面79を接触させて図示しない吸引手段を駆動し、当該保護シートPSを吸着保持して不要部材収容箱13に破棄する。そして、保護シートPSが剥離されウェハ支持体WKは、図示しない搬送手段によって別工程に搬送され、テーブル62が図1中二点鎖線で示す位置に戻り、以降上記同様の動作が繰り返される。
以上のようにして、供給位置P3に位置するフレーム収容手段3から全てのリングフレームRFを使い切ると、搬送手段44が回動モータ45を駆動し、保持体41を図1中反時計回りに90°回転させ、全てのリングフレームRFが使い切られたフレーム収容手段3を排出位置P4に搬送し、以降同様にして供給位置P3でフレーム収容手段3からリングフレームRFが支持手段6に移載される。
そして、フレーム収容手段3が排出位置P4に搬送されると、保持手段4が排出位置P4に対応する直動モータ49を駆動し、リフトアーム51をフレーム収容手段3の傾斜面部33から離間させることで、キャスタ34を地面GRに接地させる。その後、排出位置P4のフレーム収容手段3を矢印Y2の方向に移動させ、以降同様にして排出位置P4でフレーム収容手段3が排出される。
ここで、例えば、フレームカセット31にそれぞれ120枚ずつのリングフレームRFを収容できるとし、1枚の接着シートASの貼付に60秒を要する場合を例示すると、7200秒(2時間)でフレームカセット31の全てのリングフレームRFを使い切る。この7200秒の間に、排出位置P4に位置する収容手段保持部42からフレーム収容手段3を切り離し、新しいリングフレームRFをフレームカセット31に補充し、搭載位置P1に位置する収容手段保持部42にフレーム収容手段3を位置させればよく、十分に余裕を持って補充作業が行えることとなる。これに対して特許文献1に記載されたような従来のシート貼付装置では、稼働効率の面からして2時間もの間、装置の操業を停止させておくようなことはできない。
以上のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
すなわち、フレーム収容手段3を複数保持可能な保持手段4がフレーム収容手段3を順次供給位置P3へ搬送することができるので、1のフレーム収容手段3に収容されているリングフレームRFを使い切っても、即座に別のフレーム収容手段3を供給位置P3に搬送することができる。これにより、当該シート貼付装置1の操業を停止させることなくリングフレームRFを補充することができ、単位時間あたりの処理能力が低下することを防止することができる。
また、シート貼付装置1の処理能力が低下することを危惧して、オペレータが急いでリングフレームRFを当該シート貼付装置1に供給しなければならなくなるといった煩雑性を低減することができる。
以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。また、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
例えば、保持手段4は、2体、3体または5体以上のフレーム収容手段3を保持可能に構成してもよく、2体のフレーム収容手段3を保持可能とした場合、図3に示すように、前記実施形態の保持手段4の代わりに保持手段4Aを設けたシート貼付装置1Aが例示できる。保持手段4Aは、2体のフレーム収容手段3を出し入れ自在に収容するために、2箇所に収容手段保持部42を有する保持体41Aと、2体のフレーム収容手段3を搭載・排出位置P11から順次供給位置P12へ搬送する搬送手段44とを備えている。
そして、リングフレームRFが収容されたフレーム収容手段3を搭載・排出位置P11に位置する収容手段保持部42内に位置させ、保持手段4が保持すると、搬送手段44が回動モータ45を駆動し、保持体41Aを反時計回りに180°回転させ、搭載・排出位置P11で保持したフレーム収容手段3を供給位置P12に搬送する構成となっている。
また、前記実施形態では、リングフレームRFおよびウェハWFに接着シートASを貼付したが、テーブル62にリングフレームRFのみを載置し、当該リングフレームRFに接着シートASを貼付してもよい。
さらに、前記実施形態では、搬送手段が4体のフレーム収容手段3を円弧の軌跡を描くように搭載位置P1、検出位置P2、供給位置P3、排出位置P4に順次搬送したが、四角形の軌跡を描くように搬送してもよい。保持手段4が3個のフレーム収容手段3あるいは5体以上のフレーム収容手段3を収容可能な収容手段保持部を有する場合、これらのフレーム収容手段3が円弧あるいは多角形の軌跡を描くように搬送してもよい。
さらに、ウェハ収容手段2を複数設け、フレーム収容手段3と同様にウェハ収容手段2を複数保持可能な保持手段4と同等なものでフレーム11から切り離し可能に構成してもよい。
また、排出位置P4に位置する収容手段保持部42からフレーム収容手段3を切り離した後、新しいリングフレームRFをフレームカセット31に補充し、当該排出位置P4に位置する収容手段保持部42にフレーム収容手段3を位置させてもよい。
さらに、本発明における接着シートASの種別や材質などは、特に限定されず、例えば、基材シートと接着剤層との間に設けられる中間層を有するものや、他の層を有する等3層以上のものでもよい。また、半導体ウェハは、シリコン半導体ウェハや化合物半導体ウェハ等が例示でき、このような半導体ウェハに貼付する接着シートは、保護シート、ダイシングテープ、ダイアタッチフィルムに限らず、その他の任意のシート、フィルム、テープ等、任意の用途、形状のシート等が適用できる。さらに、板状部材が光ディスクの基板であって、接着シートが記録層を構成する樹脂層を有したものであってもよい。また、板状部材としては、ガラス板、鋼板、樹脂板、基板等や、その他の部材のみならず、任意の形態の部材や物品なども対象とすることができる。さらに、ウェハの表面にパターン回路が形成されたものも対象とすることができる。
前記実施形態における駆動機器は、回動モータ、直動モータ、リニアモータ、単軸ロボット、多関節ロボット等の電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダおよびロータリシリンダ等のアクチュエータ等を採用することができる上、それらを直接的又は間接的に組み合せたものを採用することもできる(実施形態で例示したものと重複するものもある)。
1,1A シート貼付装置
3 フレーム収容手段
4,4A 保持手段
6 支持手段
7 移載手段
9 貼付手段
44 搬送手段
48 リフタ
AS 接着シート
RF リングフレーム(フレーム部材)

Claims (2)

  1. 接着シートを介して被着体と一体化されるフレーム部材を複数収容可能な複数のフレーム収容手段を所定の供給位置で保持可能な保持手段と、
    前記フレーム部材および前記被着体のうちの少なくともフレーム部材を支持する支持手段と、
    前記供給位置で保持されたフレーム収容手段からフレーム部材を前記支持手段に移載する移載手段と、
    前記支持手段に支持されたフレーム部材または、フレーム部材および被着体に前記接着シートを貼付する貼付手段とを備え、
    前記フレーム収容手段は、下面端縁に台車傾斜面部が設けられ、上面で複数のフレーム部材を支持する台車フレームを有する移動可能な台車を備え、
    前記保持手段は、前記台車を出し入れ自在に収容する複数の収容手段保持部と、前記収容手段保持部内で前記台車を持ち上げて保持するリフタと、前記収容手段保持部を移動させることで保持された台車を順次前記供給位置へ搬送する搬送手段を有し、
    前記リフタは、前記台車傾斜面部に摺動可能なリフタ傾斜面部を有するリフトアームと、前記リフタ傾斜面部を前記台車傾斜面部に摺動させる駆動機器とを備えたことを特徴とするシート貼付装置。
  2. 下面端縁に台車傾斜面部が設けられ、接着シートを介して被着体と一体化されるフレーム部材を上面で複数支持する台車フレームを有する移動可能な台車を備える複数のフレーム収容手段に、複数のフレーム部材を収容する収容工程と、
    前記複数のフレーム収容手段所定の供給位置で保する保持工程と
    前記フレーム部材および前記被着体のうちの少なくともフレーム部材を支持手段で支持する支持工程と、
    前記供給位置で保持されたフレーム収容手段からフレーム部材を前記支持手段に移載する移載工程と
    前記支持手段に支持されたフレーム部材または、フレーム部材および被着体に前記接着シートを貼付する貼付工程とを備え、
    前記保持工程は、前記台車を出し入れ自在に収容する複数の収容手段保持部内でリフトアームのリフト傾斜面部を前記台車の台車フレームの下面端縁に設けられた台車傾斜面部に駆動機器で摺動させることで、前記台車を持ち上げて保持する工程と、前記収容手段保持部を移動させることで保持された台車を所定の供給位置へ搬送する工程とを備えたことを特徴とするシート貼付方法。
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