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JP2010147113A - 樹脂基板の加工装置 - Google Patents

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JP2010147113A JP2008320373A JP2008320373A JP2010147113A JP 2010147113 A JP2010147113 A JP 2010147113A JP 2008320373 A JP2008320373 A JP 2008320373A JP 2008320373 A JP2008320373 A JP 2008320373A JP 2010147113 A JP2010147113 A JP 2010147113A
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Takeshi Uehara
健 上原
Masafumi Sato
雅史 佐藤
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Disco Corp
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Disco Abrasive Systems Ltd
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Abstract

【課題】 デバイスの良否を簡単に且つ正確に判別可能な樹脂基板の加工装置を提供することである。
【解決手段】 格子状の分割予定ラインによって区画された領域にそれぞれデバイスが形成された樹脂基板を保持する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された樹脂基板を加工する加工手段と、デバイスを撮像する撮像手段とを備えた樹脂基板の加工装置であって、デバイス撮像時にデバイスを照明する照明手段と、該撮像手段で撮像された撮像画像からデバイスの良否を判別する判別手段と、を更に具備したことを特徴とする。照明手段は赤色照明装置若しくは青色照明装置の少なくとも一方を含んでいる。
【選択図】図9

Description

本発明は、一般的に樹脂基板を加工する加工装置に関し、特に、切削ブレードを有する切削手段によって樹脂基板を切削する樹脂基板の加工装置に関する。
IC、LSI等の集積回路が複数形成され、樹脂によってパッケージングされたCSP(Chip Size Package)等の樹脂基板は、ダイシング装置などの切削装置によって個々のデバイスへと分割され、デバイスケースに収容された状態で電子機器の組み立て工程に搬送される。搬送された個々のデバイスは組み立て工程において、各種電子機器に実装される。
一般に、デバイスケースへのデバイスの収容には専用のデバイス収容装置が用いられるが、特開2000−208445号公報又は特開2006−156777号公報では、切削装置とデバイス収容装置とを一体化した加工装置が提案されている。
特開2000−208445号公報 特開2006−156777号公報
ところで、これらのデバイスの表面には電気的接続のためのバンプと呼ばれる突起電極が樹脂基板から露出して形成されている。樹脂基板を切削加工する前には、各デバイスの特性を測定するデバイステストが一般的に実施され、樹脂基板によっては一部に特性不良を生じたデバイスを含むものがある。
樹脂基板の全てのデバイスに特性不良が発生した場合には、予めその樹脂基板を廃棄すれば良いが、一部に特性不良を生じた不良デバイスを含む樹脂基板では、不良デバイスにバッドマークと呼ばれる不良を示すマークをつけて良品デバイスと判別可能にしておくことが一般的に行われている。
樹脂基板が切削されて個々のデバイスに分割された後は、良品デバイスは良品デバイスケースへ収容し、不良品デバイスは不良品デバイスケースへ収容して後で廃棄する。
樹脂基板製造中や樹脂基板のハンドリング中にバンプが破損したデバイスや、切削によって切削エッジに大きな欠けが発生したデバイスも不良デバイスとなるため、これらバンプが破損したデバイスや欠けが発生したデバイスも良品デバイスと判別する必要がある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、デバイスの良否を簡単に確実に判別可能な樹脂基板の加工装置を提供することである。
本発明によると、格子状の分割予定ラインによって区画された領域にそれぞれデバイスが形成された樹脂基板を保持する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された樹脂基板を加工する加工手段と、デバイスを撮像する撮像手段とを備えた樹脂基板の加工装置であって、デバイス撮像時にデバイスを照明する照明手段と、該撮像手段で撮像された撮像画像からデバイスの良否を判別する判別手段と、を更に具備したことを特徴とする樹脂基板の加工装置が提供される。
好ましくは、照明手段は赤色照明装置若しくは青色照明装置の少なくとも一方を含んでいる。好ましくは、加工手段は切削ブレードを有する切削手段から構成され、デバイスは表面に露出した構造体を有している。
好ましくは、切削手段によって樹脂基板を分割予定ラインに沿って切削して個々のデバイスへと分割したデバイスの外周エッジを撮像手段で撮像する際には、赤色照明装置を使用して撮像部を赤色で照明し、デバイス表面の構造体を撮像する際には、青色照明装置を使用して撮像部を青色で照明する。
本発明によると、デバイスの良否を簡単に確実に判別可能とする樹脂基板の加工装置が提供される。一般に樹脂基板では、撮像部を赤色で照明することによりデバイスの外周剥離を観察し易く、青色で照明することによりデバイス表面のバンプ(突起状電極)やバッドマーク等の構造体を観察し易くなり、より高精度の良否の判別が可能となる。
図1を参照すると、例えば図2に示すような矩形状の樹脂基板4に格子状に形成された分割予定ライン6を切削して個々のデバイスに分割する樹脂基板の分割装置2の斜視図が示されている。図2に示した樹脂基板4は、分割予定ライン6によって区画されて複数のデバイスが形成されている。
デバイスは、図示の例では第1デバイス列D1〜第8デバイス列D8により構成されており、各デバイス列は三つのデバイスと両端の二つの端材8により構成されている。第1デバイス列D1及び第8デバイス列D8よりも外周側には不要端部(端材)10が形成されている。端材8及び不要端部10は、最終的には廃棄されるものである。
樹脂基板4の裏面には、デバイス保護用の保護テープTが貼着されている。図1に示した分割装置2を用いて分割予定ライン6を切削することにより、樹脂基板4を個々のデバイスに分割することができる。樹脂基板4は例えばCSPから構成される。
図3(A)に示すように、樹脂基板4から分割されたデバイスDは、その表面に電気的接続の為の多数のバンプ(突起電極)11を有している。バンプ11は樹脂封止された基板から表面に露出している。
図3(B)はデバイスDの特性テストの結果、不良品デバイスと判定されたデバイスDを示しており、作業者がその表面に不良を示すマークとしてのバッドマーク13をつけたものである。バッドマーク13は、インクによるマーキングや、デバイス表面を削り取ることで形成される。
図1を再び参照すると、分割装置2は裏面に保護テープTが貼着された樹脂基板4を縦横に切削して個々のデバイスに分割する切削担当領域12と、樹脂基板4から保護テープTを剥離するテープ剥離担当領域14と、個々のデバイスをデバイスケースに収容するデバイス収容担当領域16とから構成される。
切削担当領域12には、複数の樹脂基板を収容したカセットが載置されるカセットテーブル18と、カセットテーブル18から樹脂基板を搬出する搬出手段20と、回転ベース21の上面に固定され搬出された樹脂基板を保持するとともに回転可能なチャックテーブル(保持テーブル)22と、チャックテーブル22に保持された樹脂基板を分割予定ライン6に沿って切削して個々のデバイスに分割する切削ブレード24を有する切削手段26と、切削済みの樹脂基板を洗浄する洗浄手段28とが設けられており、切削担当領域12では、樹脂基板の切削によるダイシング及び切削後の樹脂基板の洗浄が行われる。
搬出手段20はY軸方向に移動可能であり、カセットテーブル18上に載置されたカセットC1又はC2から樹脂基板を搬出する。カセットテーブル18は後述するカセット位置付け手段30とともにZ軸方向に昇降可能となっており、その上に二つのカセットC1,C2が取り外し可能に載置されている。
カセットテーブル18の下方には、何れかのカセットに収容された樹脂基板が搬出手段20により搬出可能となる位置に選択的に位置付け可能なカセット位置付け手段30が配設され、カセットテーブル18はX軸方向にも移動可能に構成されている。これにより、それぞれのカセットC1,C2中に格納された樹脂基板を次々と効率良く搬出することができる。
図4に示すように、チャックテーブル22の上方であってカセットテーブル18と搬出手段20との間には、Y軸方向に長尺で断面がL字型の一対の開閉部材32が対向して構成される姿勢矯正手段34が配設されている。
一対の開閉部材32の各々は、底部32aと側部32bとから構成され、互いに近づく方向又は離れる方向に移動し、近づいた状態において閉状態を形成し、離れた状態において第1の開状態と第2の開状態を形成する。
カセットC1又はカセットC2から樹脂基板を搬出する際には、姿勢矯正手段34が第1の開状態となっており、搬出された樹脂基板は二つの底部32a上に載置される。即ち、第1の開状態は、樹脂基板を搬出できる程度に開いており、且つ、樹脂基板が下方に落下しない程度に開いた状態である。
一方、第2の開状態は、樹脂基板が一対の開閉部材32の間を垂直方向に移動できる程に開いた状態である。一対の開閉部材32が近づいて閉状態となることにより、樹脂基板の姿勢が矯正され、一定の位置に位置合わせされて所定の方向を向くようになる。
カセットテーブル18が所定の高さに位置付けられると、搬出手段20が+Y軸方向に移動し、把持部36によってカセットC1又はカセットC2に収容された樹脂基板を把持する。
そして、開閉部材32が第1の開状態となった状態で、搬出手段20が−Y軸方向に移動すると、樹脂基板4が裏面に貼着された保護テープTとともに開閉部材32の底部32aの上をスライドする。
樹脂基板4がチャックテーブル22の真上の位置まで移動されると、搬出手段20の移動を停止させるとともに把持部36による把持状態を解除し、樹脂基板4を二つの底部32aの上に載置する。この状態で、一対の開閉部材32が近づいて閉状態となり、樹脂基板4の姿勢が矯正される。
チャックテーブル22の真上には、第1の搬送手段38が配設されている。第1の搬送手段38は、吸引源に連通した複数の吸着パッド40aが下部に固定された保持部40を備えており、樹脂基板4が開閉部材32の底部32a上に載置されると、保持部40が下降して樹脂基板4の表面が吸着パッド40aによって吸着される。
そして、一対の開閉部材32を第1の開状態とした後に、樹脂基板4を吸着した状態で保持部40が上昇して樹脂基板4を持ち上げると共に、次に一対の開閉部材32を第2の開状態として保持部40を下降させて樹脂基板4をチャックテーブル22に載置し、吸着パッド40aによる吸着を解除すると、樹脂基板4の裏面に貼着された保護テープTがチャックテーブル22に吸引保持され、樹脂基板4もチャックテーブル22によって保持される。
チャックテーブル22は回転可能であると共に、X軸方向に移動可能に構成されており、チャックテーブル22の移動経路の上方には、樹脂基板に形成された分割予定ライン6(図2参照)を検出するアライメント手段42が配設されている。
チャックテーブル22上に樹脂基板4が保持されると、チャックテーブル22が+X軸方向に移動して樹脂基板4がアライメント手段42の直下に位置付けられる。アライメント手段42は撮像部44を備えており、アライメント手段42は、撮像部44がY軸方向に移動しながら取得した画像と予め記憶された画像とのパターンマッチング等によって分割予定ライン6を検出する。
図1を再び参照すると、アライメント手段42よりも+X軸方向側には、高速回転する切削ブレード24を備え、Y軸方向及びZ軸方向に移動可能な切削手段26が配設されている。
切削手段26は撮像部44と一体に構成されており、撮像部44の+X軸方向の延長線上に切削ブレード24が位置している。アライメント手段42によって分割予定ライン6が検出された時には、その分割予定ライン6と切削ブレード24とのY軸方向の位置合わせが自動的に達成される。
このようにして、切削しようとする分割予定ライン6と切削ブレード24とのY軸方向の位置合わせが行われると、次に、チャックテーブル22に保持された樹脂基板4が+X軸方向に移動するとともに、切削ブレード24が高速回転しながら切削手段26が下降し、高速回転する切削ブレード24が検出された分割予定ライン6に切り込み、当該分割予定ライン6が切削される。
分割予定ラインのピッチずつ切削ブレード24をY軸方向に割り出し送りしながら順次分割予定ライン6を切削していくと、同方向の分割予定ライン6が全て切削される。更に、チャックテーブル22を90度回転させて樹脂基板4を90度回転させた後に上記と同様の切削を行うと、全ての分割予定ライン6が切削されて個々のデバイスに分割される。
分割の終了した樹脂基板4は第2の搬送手段46で洗浄手段28に搬送され、ここで洗浄及びスピン乾燥される。尚、洗浄手段28の詳細構成については特許文献2に開示された内容を本明細書中にリファレンスとして取り込むため、特許文献2を参照されたい。
洗浄手段28で洗浄及びスピン乾燥された樹脂基板4は、第3の搬送手段48でテープ剥離担当領域14に配置されたテープ剥離機構51に搬送される。
図5に示すように、テープ剥離機構51は個々のデバイスに分割後、洗浄及び乾燥された樹脂基板4が仮置きされる仮置きテーブル52と、デバイスが載置されてピックアップされるテーブルであるピックアップテーブル54と、樹脂基板4の裏面に貼着された保護テープTを剥離しながら仮置きテーブル52からピックアップテーブル54にデバイスを移載するデバイス移載手段56を備えている。
仮置きテーブル52の上方には、保護テープTが貼着された切削済みの樹脂基板4を+Y軸方向に移動させるプッシャ58が配設されている。プッシャ58よりも+Y軸方向側には、仮置きテーブル52に載置された樹脂基板4を上方から押圧して仮置きテーブル52との間で挟み込む押圧ローラ60が配設されている。
ピックアップテーブル54は、第1のテーブル54aと第2のテーブル54bとから構成されている。第1のテーブル54aは、仮置きテーブル52と第2のテーブル54bとの間の領域をY軸方向に移動可能に配設され、仮置きテーブル52に近づいたり第2のテーブル54bに近づいたりすることができる。
ピックアップテーブル54の上方には、第1のテーブル54aに載置されているデバイスを第2のテーブル54bに移動させるデバイス移動手段62が配設されている。また、第2のテーブル54bよりも+Y軸方向側の下方には、ダイシングされた樹脂基板4の外周にある端材8,10(図2参照)を収容する端材収容部64が配設されている。更に、仮置きテーブル52の下方には、廃棄する保護テープTを収容する保護テープ収容部66が配設されている。
デバイス移動手段62は、Y軸方向に水平移動する水平移動部68と、水平移動部68によってZ軸方向に昇降可能に支持された昇降部70と、昇降部70の先端に固定され第1のテーブル54aの上又は第2のテーブル54bの上においてデバイスや端材を摺動させて+Y軸方向に押し出す押し出し部72とから構成される。
押し出し部72は、第1のテーブル54aに載置されているデバイスを+Y軸方向に押し出して第2のテーブル54bに移動させるデバイス押し出し部72aと、第2のテーブル54bに残存している端材を端材収容部64に廃棄する端材押し出し部72bを有している。
このように構成されたテープ剥離機構51において、仮置きテーブル52上に載置された樹脂基板4をデバイス移載手段56のプッシャ58で+Y軸方向に押しながら図示しない把持部で樹脂基板4の不良端部10を保護テープTとともに把持して下側に引き込むことにより、保護テープTは樹脂基板4から剥離され、まず第1デバイス列D1が第1のテーブル54a上に載置される。
尚、テープ剥離機構51のテープ剥離動作の詳細については上述した特許文献2に詳細に記載されているため、本明細書中にその内容をリファレンスとして取り組むことにするため、特許文献2を参照されたい。
第1のテーブル54a上の第1デバイス列D1は押し出し部72のデバイス押し出し部72aにより+Y軸方向に押し込まれ、第1のテーブル54aから図5に示すように第2のテーブル54bに移載される。
図6を参照すると、テープ剥離機構51はピックアップテーブル54の上方に固定的に配設された支持部材74を備えている。支持部材74は第2のテーブル54b上に載置されたデバイスDをピックアップして仮置きテーブル90(図7参照)まで搬送する第1ピックアップ手段76と、仮置きテーブル90上のデバイスDをピックアップして図示しないデバイスケースまで搬送する第2ピックアップ手段80を支持している。
第1ピックアップ手段76にはCCDカメラ等からなる撮像手段78が取り付けられており、第2ピックアップ手段80には同じくCCDカメラ等からなる撮像手段82が取り付けられている。第1及び第2ピックアップ手段76,80はともにX軸方向及びZ軸方向に移動可能である。
第2のテーブル54bを跨ぐようにそれぞれ多数の赤色LED84が取り付けられた一対の赤色照明装置86,88が配設されている。第1ピックアップ手段76を第2のテーブル54b上に移動して、赤色照明装置86,88で第2のテーブル54b上の第1デバイス列D1を照明しながら撮像手段78で第1デバイス列D1のデバイスDを撮像する。
撮像により取得した画像からデバイスDの外周を観察し、図示しない判別部で所定以上の大きさのチッピングが有るか無いかを判別し、ある場合には不良品デバイスと判別する。赤色照明を使用することでデバイスDの外周剥離を観察し易くなる。
第1デバイス列D1の各デバイスDの撮像が終了すると、第1ピックアップ手段76でデバイスDをピックアップして、図7に示す仮置きテーブル90まで搬送する。図7において、仮置きテーブル90はモータ92で約270度回転するように配設されており、仮置きテーブル90上には四つの吸着パッド94が取り付けられている。各吸着パッド94は吸引路96を介して真空吸引源98に接続されている。仮置きテーブル90が360度回転しないのは、吸引路96が絡むことを防止するためである。
第1ピックアップ手段76でピックアップされて仮置きテーブル90まで搬送されたデバイスDは、吸着パッド94に吸引保持される。仮置きテーブル90の上方には、多数の青色LED104をリング状取り付け部材102に取り付けて構成される青色照明装置100が配設されている。
図8に示すように、青色LED104は観察面に直交するZ軸に対して約30度程度傾斜してリング状取り付け部材102に取り付けられている。尚、図8では青色LED104の一部の図示が省略されている。
このように青色LED104を傾斜して取り付けることにより、バンプ11の形状が認識し易くなる(無影照明)。無影照明により、バンプとメッキとの判別が可能となる。仮置きテーブル90の上面はバンプ撮像時のハレーションを防止するため黒色に着色されている。
第2ピックアップ手段80を仮置きテーブル90上まで移動して、青色照明装置100で照明しながら仮置きテーブル90の吸着パッド94に吸着されたデバイスDを撮像手段82で撮像する。
撮像手段82で取得した撮像画像からデバイス表面のバンプ11及びバッドマーク13等の構造体を観察し、破損したバンプ11又はバッドマーク13の有り無しを判別部106で判別する。
バンプ11の破損やバッドマーク13を観察した場合には不良品デバイスと判別する。青色照明を使用することでデバイス表面のバンプ11及びバッドマーク13等の構造体を観察し易くなり、より高精度の判別が可能となる。
図9を参照すると、赤色照明装置86,88及び青色照明装置100の他の配置例が示されている。この実施形態では、仮置きテーブル90の上方に配置した青色照明装置100に加えて、仮置きテーブル90の両側に赤色照明装置86,88を配置する。
そして、まず赤色照明装置86,88で仮置きテーブル90上のデバイスDを照明しながら撮像手段82で撮像して、撮像画像からデバイスDの外周部のチッピングの有無を判別部106で判別する。
次いで、青色照明装置100を点灯して、撮像手段82で仮置きテーブル90上のデバイスDを撮像し、撮像画像からデバイス表面のバンプ11の損傷の有無及びバッドマーク13の有無を判別部106で判別する。
仮置きテーブル90を90度ずつ回転しながら赤色照明装置86,88を使用したデバイスDの撮像及び青色照明装置100を使用したデバイスDの撮像を行うことにより、効率良く不良品デバイスを判別することができる。
本実施形態の照明装置の配置でも、赤色照明を使用することでデバイスDの外周剥離を観察し易くなり、青色照明を使用することでデバイスDの表面のバンプ(突起電極)11及びバッドマーク13等の構造体を観察し易くなり、より高精度の判別が可能となる。
尚、上述した実施形態では、照明装置の配置及びデバイスの良否を判別する判別手段を切削装置に適用した例について説明したが、本発明の特徴部分は他の加工装置にも同様に適用可能である。
本発明実施形態に係る樹脂基板の分割装置の外観斜視図である。 樹脂基板の一例を示す斜視図である。 図3(A)はデバイス表面の斜視図、図3(B)はバッドマークを有するデバイス表面の斜視図である。 切削担当領域の一部を示す斜視図である。 テープ剥離担当領域を示す斜視図である。 赤色照明装置の配置の一例を示す斜視図である。 青色照明装置の配置の一例を示す斜視図である。 青色照明装置の縦断面図である。 赤色照明装置及び青色照明装置の他の配置例を示す斜視図である。
符号の説明
2 分割装置
4 樹脂基板
6 分割予定ライン
8 端材
10 不要端部
11 バンプ
12 切削担当領域
13 バッドマーク
14 テープ剥離担当領域
16 デバイス収容担当領域
22 チャックテーブル
24 切削ブレード
26 切削手段
51 テープ剥離機構
54 ピックアップテーブル
54a 第1のテーブル
54b 第2のテーブル
76 第1ピックアップ手段
78,82 撮像手段
80 第2ピックアップ手段
86,88 赤色照明装置
90 仮置きテーブル
100 青色照明装置
106 判別部

Claims (3)

  1. 格子状の分割予定ラインによって区画された領域にそれぞれデバイスが形成された樹脂基板を保持する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された樹脂基板を加工する加工手段と、デバイスを撮像する撮像手段とを備えた樹脂基板の加工装置であって、
    デバイス撮像時にデバイスを照明する照明手段と、
    該撮像手段で撮像された撮像画像からデバイスの良否を判別する判別手段と、
    を更に具備したことを特徴とする樹脂基板の加工装置。
  2. 前記照明手段は赤色照明装置若しくは青色照明装置の少なくとも一方を含んでいる請求項1記載の樹脂基板の加工装置。
  3. 前記加工手段は切削ブレードを有する切削手段から構成され、
    デバイスは表面に露出した構造体を有しており、
    該切削手段によって前記分割予定ラインに沿って切削して個々のデバイスへと分割されたデバイスの外周エッジを前記撮像手段で撮像する際には、前記赤色照明装置を使用して撮像部を照明し、
    デバイス表面の構造体を撮像する際には、前記青色照明装置を使用して撮像部を照明する請求項2記載の樹脂基板の加工装置。
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