JP6408269B2 - Semiconductor chip mounting equipment - Google Patents
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Description
この発明は、半導体ウエハから分割された半導体チップを基板に実装する半導体チップの実装装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor chip mounting apparatus for mounting a semiconductor chip divided from a semiconductor wafer on a substrate.
半導体チップを基板に実装するダイボンダやインナリードボンダ或いはフリップチップボンダなどの実装装置は半導体ウエハから分割された半導体チップを、半導体ウエハを貼り付けた樹脂製シートや供給トレイなどからピックアップして基板に実装される。 Mounting devices such as die bonders, inner lead bonders and flip chip bonders for mounting semiconductor chips on a substrate pick up the semiconductor chips divided from the semiconductor wafer from a resin sheet or supply tray to which the semiconductor wafer is attached and onto the substrate. Implemented.
半導体チップの分割は、半導体ウエハが樹脂製シートやベースとなるプレートなどに貼着された状態で、ダイシングソーによって切断して行なわれる。 The semiconductor chip is divided by cutting with a dicing saw in a state where the semiconductor wafer is bonded to a resin sheet or a base plate.
そのため、切断時に生じる切りかすや切断部分の欠け片、樹脂製シートに起因する粘着性のある異物などが、ダイシングソーによって半導体ウエハに形成された溝や半導体チップの表面などに残留していることがある。 For this reason, chips and cut pieces generated at the time of cutting, sticky foreign matters resulting from the resin sheet, etc. remain on the grooves formed on the semiconductor wafer by the dicing saw or the surface of the semiconductor chip. There is.
そして、半導体チップを、実装ツールの先端に設けられたコレットにより吸着保持して実装する際、その異物がコレットに付着してしまうと、半導体チップや基板に異物を付着させたり、半導体チップとコレットの間に挟まって、その表面に傷をつけたり、平均的に押圧できず実装時に位置ずれの要因となったりして、半導体チップの実装を妨げる事がある。 When the semiconductor chip is mounted by holding it with a collet provided at the tip of the mounting tool, if the foreign matter adheres to the collet, the foreign matter adheres to the semiconductor chip or the substrate, or the semiconductor chip and the collet. The surface of the semiconductor chip may be damaged, or the surface may be damaged, or the surface may not be pressed on average, which may cause a positional shift during mounting, thereby hindering the mounting of the semiconductor chip.
その為、半導体チップの実装の過程で、コレットの先端をブラシでクリーニングしたり(特許文献1参照)、粘着層を設けた清掃部材にコレットを擦りつけたりして(特許文献2参照)、コレットの先端を正常な状態に保つことが行われている。 Therefore, in the process of mounting the semiconductor chip, the tip of the collet is cleaned with a brush (see Patent Document 1), or the collet is rubbed against a cleaning member provided with an adhesive layer (see Patent Document 2). It is performed to keep the tip in a normal state.
しかしながら、ブラシによるクリーニングでは、除去された異物が飛散し、再び半導体チップや半導体ウエハ、コレットに付着してしまうこともある。 However, in cleaning with a brush, the removed foreign matter may scatter and adhere to the semiconductor chip, semiconductor wafer, or collet again.
一方、前記半導体チップは様々なサイズが存在し、確実に半導体チップを吸着保持できるよう、そのサイズに適応したコレットが用いられる。 On the other hand, the semiconductor chip has various sizes, and a collet adapted to the size is used so that the semiconductor chip can be securely sucked and held.
図5に示すように、そのコレットは作業者が容易に実装ツールに装着し易いよう、実装ツールの先端に挿嵌するだけで保持されているものがある。 As shown in FIG. 5, there is a collet that is held only by being inserted into the tip of the mounting tool so that an operator can easily attach it to the mounting tool.
このようなコレットをクリーニングするために、コレットを粘着層を設けた清掃部材に擦りつけてしまうと、コレットは実装ツールの先端に挿嵌するだけで保持されている上に、コレットの下面の全面に粘着力が作用してしまうので、実装ツールを清掃部材から離すときにコレットが清掃部材に付着してしまい、容易に実装ツールから抜けてしまう。 In order to clean such a collet, if the collet is rubbed against a cleaning member provided with an adhesive layer, the collet is held only by being inserted into the tip of the mounting tool, and the entire lower surface of the collet Therefore, when the mounting tool is separated from the cleaning member, the collet adheres to the cleaning member and easily comes off the mounting tool.
この発明は、実装ツールに装着されたコレットのクリーニングに際し、付着した異物を確実に除去しコレットや基板等に再付着することがないようにすると共に、実装ツールに装着し易いよう、実装ツール先端に挿嵌するだけで保持されているコレットが、容易に実装ツールから抜けない半導体チップ吸着用コレットのクリーニング機構を備えた半導体チップの実装装置を提供することにある。 When cleaning the collet mounted on the mounting tool, the present invention reliably removes the adhered foreign matter so that it does not reattach to the collet, the substrate, etc. It is an object of the present invention to provide a semiconductor chip mounting apparatus having a semiconductor chip suction collet cleaning mechanism in which a collet held by simply being inserted into the mounting tool does not easily come off the mounting tool.
この発明は、基板に半導体チップを実装するための実装装置であって、
前記半導体チップを供給する供給部と、
この供給部から前記半導体チップを吸着保持して取り出し、前記基板に実装する実装ツールと、
この実装ツールの先端に挿嵌して装着される弾性体のコレットと、
回転自在に支持された粘着ローラを備え、前記コレットの前記半導体チップに接触する下面と前記粘着ローラを接触させて、前記コレットと前記粘着ローラとを前記コレットの下面と平行な方向へ相対移動させることで、前記コレットの下面をクリーニングするクリーニング手段と、を具備し、
前記コレットは、前記平行な方向の相対移動によって前記コレットと前記粘着ローラとが離れた後に、前記コレットの下面と垂直な方向に離れるように移動する
ことを特徴とする半導体チップの実装装置にある。
The present invention is a mounting apparatus for mounting a semiconductor chip on a substrate,
A supply unit for supplying the semiconductor chip;
A mounting tool that sucks and holds the semiconductor chip from the supply unit and mounts it on the substrate;
An elastic collet to be inserted and fitted to the tip of the mounting tool;
Comprising a rotatably supported adhesive roller, wherein contacting the lower surface and the adhesive roller in contact with the semiconductor chip of the collet, causing relative movement of said adhesive roller and the collet to the lower parallel direction of the collet And a cleaning means for cleaning the lower surface of the collet ,
In the semiconductor chip mounting apparatus, the collet moves away in a direction perpendicular to the lower surface of the collet after the collet and the adhesive roller are separated by the relative movement in the parallel direction. .
この発明によれば、実装ツールに装着されたコレットの下面に付着した異物を粘着ローラで除去するようにしたので、付着した異物を確実に除去しコレットや基板等に再付着することがないようにすると共に、実装ツールに装着し易いよう、実装ツール先端に挿嵌するだけで保持されているコレットが実装ツールから容易に抜けてしまうことがなくなる。よって、半導体チップや基板を傷つけたり実装位置がずれてしまう不良の発生や、生産停止等で可動率を下げたりすることを抑制できる。
According to the present invention, the foreign matter adhering to the lower surface of the collet mounted on the mounting tool is removed by the adhesive roller, so that the adhering foreign matter is surely removed so that it does not reattach to the collet or the substrate. while, the ease of mounting to the mounting tool, thereby preventing the collet held simply by inserting the mounting tool tip will readily escape from the mounting tool. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a defect that damages the semiconductor chip or the substrate or the mounting position shifts , and the reduction of the movable rate due to the production stop or the like.
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1はこの発明の実施の形態である基板に半導体チップを実装する実装装置としてのダイボンダの主要部分を示す斜視図である。このダイボンダはリードフレームや樹脂製シートなどの基板5の搬送及び支持手段としての一対のガイドレール51、半導体ウエハ1を保持して半導体チップ2を供給する供給部であるウエハテーブル52、供給部から取り出された半導体チップ2が一時載置される中間ステージとしてのプリサイサステージ40、供給部の半導体ウエハ1より半導体チップ2を吸着保持することでピックアップし、プリサイサステージ40に載置する実装ツールとしての吸着ノズル30、プリサイサステージ40に載置された半導体チップ2を基板5に実装する実装ツールとしての実装ツール10と、実装ツール10又は吸着ノズル30の先端に挿嵌して装着されたコレット20をクリーニングするクリーニングユニット100などで構成されており、これらが図示しない制御手段により統括制御されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing a main part of a die bonder as a mounting apparatus for mounting a semiconductor chip on a substrate according to an embodiment of the present invention. This die bonder includes a pair of
また、この発明の実施の形態で使用するコレットは、半導体チップ2を吸着保持する際に半導体チップ2にダメージを与えにくいゴム等の弾性体であり、その底面のサイズは、例えば20mm角である。
The collet used in the embodiment of the present invention is an elastic body such as rubber that hardly damages the
前記一対のガイドレール51は図中X軸方向に沿って配置され、前記基板5は図示しない搬送機構によってピッチ送りされるよう構成されている。
The pair of
前記ウエハテーブル52には図示しないウエハリング供給装置によりウエハリング50が供給され、供給されたウエハリング50は前記ウエハテーブル52に保持されると共に図示しない水平駆動機構、θ方向駆動機構によって図中X、Y軸方向及びθ軸方向に駆動される。
A
このウエハリング50には樹脂製シートが張設されており、その樹脂製シートに半導体ウエハ1が貼着されている。例えば、樹脂製シートに粘着性があるもの、半導体ウエハ1の裏面に粘着材を介する等により貼着されている。そして、半導体ウエハ1には賽の目状に分割された多数の半導体チップ2が形成されている。
A resin sheet is stretched on the
ウエハテーブル52のウエハリング50が保持される部分の下方には、図示しない突き上げピンを有する突き上げ装置が配置されている。
A push-up device having push-up pins (not shown) is disposed below the portion of the wafer table 52 where the
前記突き上げピンは上下方向に駆動される。それによって、前記ウエハリング50に樹脂製シートによって貼着された半導体ウエハ1に形成された多数の半導体チップ2のうちの1つが前記突き上げピンによって樹脂製シートを介して突き上げられる。
The push-up pin is driven in the vertical direction. Thereby, one of a large number of
突き上げピンによって突き上げられた半導体チップ2は、吸着ノズル30を図示しない駆動装置によって上下、前後左右あるいは回転方向に駆動することで吸着保持(ピックアップ)され、プリサイサステージ40に載置される。
The
プリサイサステージ40に載置された半導体チップ2は、プリサイサステージ40上方に設けられた図示しないカメラによって撮像され、その画像情報に基づいて姿勢が修正されるとともに載置位置情報が取得される。
The
そして、半導体チップ2はプリサイサステージ40から実装ツール10により吸着保持される。この実装ツール10はX、Y、Z軸方向に図示しない駆動装置によって駆動可能となっており、半導体チップ2を実装ツール10の先端に装着されたコレット15で吸着し、前記ガイドレール51に保持された前記基板5の上方の実装位置に位置決めする。そして、実装ツール10は下降方向に駆動されて半導体チップ2を前記基板5に実装する。
The
以上のようにして、半導体チップ2が前記基板5に実装されるが、本発明の実施の形態においては、半導体チップ2の実装時、クリーニング手段としてのクリーニングユニット100により、所定期間又は任意のタイミングで、実装ツール10に装着されたコレット20の先端をクリーニングする。
As described above, the
図1、図2、図3に示すように、クリーニングユニット100は、ウエハテーブル52とガイドレール51の間に配置され、4つの粘着ローラ62を有している。各粘着ローラ62はその表面に粘着層が形成されており、その軸がガイドレール51に対して直交する向きで、各々の粘着ローラ62が接触しない間隔で回転自在となるよう粘着ローラ支持台61に支持されている。
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the
粘着ローラ支持台61は図2、図3に示すように、略コの字の断面形状に形成され、クリーニングステージ60上に固定されている。粘着ローラ支持台61の略コの字に立設した部分の上面には、例えば、汚れた粘着ローラ62を交換する際に容易に交換できるよう、粘着ローラ62の軸を上方から脱着可能に保持できる溝が形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the adhesive
クリーニングステージ60は、図示しない駆動装置により粘着ローラ支持台61が図中X軸方向にスライドするよう駆動される。
The
また、図に示すように、クリーニングステージ60上に固定された粘着ローラ支持台61のX軸方向にはプリサイサステージ40が設けられている。
Further, as shown in the figure, a
クリーニングユニット100によるコレット20のクリーニングは、所定期間又は任意のタイミングで、以下のように行われる。
The cleaning of the
半導体チップ2を実装する際、実装ツール10は、半導体チップ2を吸着保持していない状態でプリサイサステージ40上に移動し、実装ツール10に装着されたコレット20の下面が粘着ローラ62の円筒面の先端の高さとなるよう下降して位置決めされる。
When mounting the
続いて、クリーニングステージ60が、図示しない駆動装置によってX軸方向にスライドするよう駆動されることで、コレット20の下面が4つの粘着ローラ62の円筒面に順に接触していく。コレット20の接触によって粘着ローラ62がコレットの下面を回転して移動し、コレット20の下面に付着した異物は粘着ローラ62に転写され、コレット20の下面から除去される。
Subsequently, the
そして、図4の矢印で示すように、クリーニングステージ60のX軸方向のスライドによってコレット20が最後の粘着ローラ62zから離れると実装ツール10が上昇し、コレット20のクリーニングは終了する。
Then, as shown by the arrow in FIG. 4, when the
そして、クリーニングステージ60が逆方向にスライドしてプリサイサステージ40が所定に位置に位置付けされて、次の半導体チップ2の実装サイクルが行われていく。
Then, the cleaning
上述した本発明の実施の形態によれば、コレット20に付着した異物は粘着ローラ62に転写されて除去されるので、コレット20の表面に食い込んだり、その異物によって半導体チップや基板の表面をキズ付けてしまうことがない上、異物が飛散することもない。
According to the embodiment of the present invention described above, the foreign matter adhering to the
また、コレット20が粘着ローラ62の円筒面に接触している時は、コレット20が実装ツールから抜けるような力がコレット20に作用せず、コレット20が粘着ローラ62からX軸方向に完全に離れた時点で実装ツール10が上昇するので、実装ツール先端に挿嵌するだけで装着されているコレット20でも実装ツール10から抜けてしまうことがない。
Further, when the
つまり、コレット20が粘着ローラ62の円筒面に接触している状態で、粘着ローラ62は移動と共に回転して接触位置が移動する。この接触部分は面積が小さく、また、コレット20が実装ツール10と粘着ローラ62で挟持された状態で粘着ローラ62の円筒面である粘着部分が引き剥がされることになり実装ツール10から抜けてしまうことがない。
That is, in a state where the
この場合、コレット20の厚みが粘着ローラ62の径の大きさに対して薄いと、コレット20は粘着ローラ62の粘着力によって巻かれて抜けてしまう事も考えられる。しかし、比較的薄いコレットでも、粘着ローラ62の径を小さくすることで接触部分が小さくなり、粘着ローラ62に巻かれて抜けてしまうことは回避できる。例えば、実施の形態では粘着ローラ62の径は10mmである。
In this case, if the thickness of the
さらに、本発明の実施の形態によれば、複数の粘着ローラ62を設けることにより、コレット20は複数の粘着ローラ62に順に接触していくので、接触する順番にクリーニングの段階を設定することができる。つまり、例えば、最初に接触する粘着ローラ62aが粗清掃で、最後に接触する粘着ローラ62zを仕上清掃とすることが出来る。よって、クリーニングステージ60のスライド動作でクリーニングが完結するので、クリーニングの簡素化、高速化に加えて、実装効率も上げることができる。
Furthermore, according to the embodiment of the present invention, by providing the plurality of
また、最初に接触する粘着ローラ62aは他の粘着ローラ62よりも大きな異物が付着することになるので、最初に接触する粘着ローラ62aの保持高さを他の粘着ローラ62の保持高さよりも低く保持すれば、大きな異物によってコレット20に加わる衝撃を軽減できるのでコレット20の損傷を抑えることができる。
Also, since the first contacting
さらに、上述した本発明の実施の形態では、クリーニングステージ60をX軸方向にスライドすることで、粘着ローラ62がコレット20の下面を転がって異物を除去したが、実装ツール10をX軸方向に移動してもよい。この場合、実装ツール10の駆動機構を使えるので装置構成を簡略化することが出来る。
Furthermore, in the embodiment of the present invention described above, the cleaning
また、クリーニングステージ60のX軸方向のスライドと同時に、実装ツール10をY軸方向に移動してもよい。この場合、粘着ローラ62はX軸方向にコレット20の下面を転がって、Y軸方向には擦って移動することになるので、異物の除去効率を上げることができる。その際、最初に接触する粘着ローラ62aによってコレット20は大きな異物で擦られてしまうことがある。その場合、コレット20が最初に接触する粘着ローラ62aに接触している時はクリーニングステージ60のX軸方向スライドのみにしてコレット20の下面を転がすだけにし、最初に接触する粘着ローラ62aから離れたら、実装ツール10をY軸方向に移動させてコレット20の下面を擦るようにする。そのようにすることで、異物の除去効率を上げると共に、コレット20の損傷を抑えることができる。
Further, the mounting
上述したように、コレット20に付着した異物の状態やコレット20の状態によって、粘着ローラ62の保持高さ、クリーニングステージ60、実装ツール10の動きを適宜変化させることによって、コレット20のクリーニングを最適化することができる。
As described above, the cleaning of the
また、上述した本発明の実施の形態では、半導体ウエハ1を賽の目状に分割して形成された半導体チップ2をピックアップして実装したが、半導体チップや実装する電子部品等をトレイで供給した場合でも、同様にコレット20のクリーニングをすることが出来る。この場合、トレイも半導体チップの供給部となる。
Further, in the above-described embodiment of the present invention, the
さらに、上述した本発明の実施の形態では、粘着ローラ62の軸がガイドレール51に対して直交する向きで設けられているが、例えばガイドレール51に平行した向き等、装置構成に合わせて適宜変更しても良い。
Further, in the above-described embodiment of the present invention, the axis of the
また、上述した本発明の実施の形態では、実装ツール10がプリサイサステージ40上に移動することでY軸方向の位置決めをし、クリーニングステージ60をX軸方向にスライドして、コレット20をクリーニングしているが、位置決めするY軸方向の位置をクリーニングの都度変更してもよい。つまり、コレット20が接触する粘着ローラ62の円筒面の位置をクリーニングの都度変わるようにしてもよい。より具体的には、例えば5回クリーニングを行ったら、又はクリーニングの都度に、Y軸の位置を前回クリーニングした位置から1mmづつ移動させてクリーニングを行う。つまり、コレット20や粘着ローラ62のサイズを考慮して、なるべくコレット20が粘着ローラ62の未だ接触していない円筒面に接触するようY軸を位置づけるようにする。そうすることによって、粘着ローラ62の粘着力が持続され、粘着ローラ62の交換時期が長くなり、実装効率も上げることができる。
Further, in the above-described embodiment of the present invention, the mounting
さらに、上述した本発明の実施の形態では、クリーニングステージ60を1回スライドしてクリーニングを行っているが、クリーニングステージ60を往復移動させてクリーニングしても良い。そうすることによって、限られた粘着ローラ数でより大きな除去効率が得られると共に、クリーニングステージ60のスライド移動の都度、Z軸の駆動が行われないので効率的である。
Furthermore, in the embodiment of the present invention described above, the cleaning
その際、X軸の往復に加えてY軸の駆動をしても良い。そうすることによって、上述したようにコレット20の下面を擦る動きが加わるので、異物の除去効率を上げることができる。
At that time, in addition to the reciprocation of the X axis, the Y axis may be driven. By doing so, the movement of rubbing the lower surface of the
さらに、往復移動は、最初に接触した粘着ローラ62aの次のローラと、最後に接触した粘着ローラ62zとの間で行われると良い。最初に接触した粘着ローラ62aには、多くの又は大きな異物が付着しているので、最初に接触した粘着ローラ62aを除くことによって、異物の除去効率を上げると共に、コレット20の損傷を抑えることができる。
Further, the reciprocal movement may be performed between the roller next to the
また、上述した本発明の実施の形態では、クリーニングユニット100はウエハテーブル52とガイドレールの間に配置し、実装ツール10に装着されたコレット20をクリーニングしたが、吸着ノズル30の先端のコレットも同様にクリーニングしても良い。その際、実施の形態のようにプリサイサステージ40をクリーニングステージ60に設け、クリーニングユニット100をウエハテーブル52とガイドレールの間に配置することによって、実装ツール10と吸着ノズル30を共にクリーニングすることが出来、実装装置自体をコンパクトな構成にすることが出来る。
In the above-described embodiment of the present invention, the
また、プリサイサステージ40を有せず、半導体ウエハ1やトレイから実装ツール10が直接ピックアップして基板に実装する場合でも、その移動経路の間にクリーニングユニット100を設けることで、ムダな動きを要せず効率的にクリーニングできる。ただし、クリーニングユニット100の配置場所は適宜変更可能である。
Further, even when the mounting
前記実施の形態では実装装置としてダイボンダを例に挙げたが、実装装置はダイボンダに限定されず、フリップチップボンダやインナリードボンダ等、コレットを使用した実装装置でこの発明を適用することができる。 In the above embodiment, a die bonder is used as an example of a mounting apparatus. However, the mounting apparatus is not limited to a die bonder, and the present invention can be applied to a mounting apparatus using a collet such as a flip chip bonder or an inner lead bonder.
1…半導体ウエハ
2…半導体チップ
5…基板
10…実装ツール
20…コレット
30…吸着ノズル
50…ウエハリング
51…ガイドレール
52…ウエハテーブル
60…クリーニングステージ
62…粘着ローラ
100…クリーニングユニット
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記半導体チップを供給する供給部と、
この供給部から前記半導体チップを吸着保持して取り出し、前記基板に実装する実装ツールと、
この実装ツールの先端に挿嵌して装着される弾性体のコレットと、
回転自在に支持された粘着ローラを備え、前記コレットの前記半導体チップに接触する下面と前記粘着ローラを接触させて、前記コレットと前記粘着ローラとを前記コレットの下面と平行な方向へ相対移動させることで、前記コレットの下面をクリーニングするクリーニング手段と、を具備し、
前記コレットは、前記平行な方向の相対移動によって前記コレットと前記粘着ローラとが離れた後に、前記コレットの下面と垂直な方向に離れるように移動する
ことを特徴とする半導体チップの実装装置。 A mounting device for mounting a semiconductor chip on a substrate,
A supply unit for supplying the semiconductor chip;
A mounting tool that sucks and holds the semiconductor chip from the supply unit and mounts it on the substrate;
An elastic collet to be inserted and fitted to the tip of the mounting tool;
Comprising a rotatably supported adhesive roller, wherein contacting the lower surface and the adhesive roller in contact with the semiconductor chip of the collet, causing relative movement of said adhesive roller and the collet to the lower parallel direction of the collet And a cleaning means for cleaning the lower surface of the collet ,
2. The semiconductor chip mounting apparatus according to claim 1, wherein the collet moves away in a direction perpendicular to a lower surface of the collet after the collet and the adhesive roller are separated by the relative movement in the parallel direction .
この複数の粘着ローラを前記コレットの下面に順次接触させてクリーニングすることを特徴とする請求項1記載の半導体チップの実装装置。 The cleaning means has a plurality of adhesive rollers,
2. The semiconductor chip mounting apparatus according to claim 1 , wherein the plurality of adhesive rollers are sequentially brought into contact with the lower surface of the collet for cleaning.
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