CN101599450A - 驱动载物台及使用该驱动载物台的贴片机 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够防止固定部滑动和螺栓断裂损坏的发生、抑制磁引力引起的梁的扭转变形、实现驱动载物台高寿命和高精度的驱动载物台及使用该驱动载物台的贴片机。驱动载物台具有：梁；沿着梁长度方向设置在该梁上的多根线性导轨；沿线性导轨自由滑动的滑块；固定在该滑块上、通过滑块沿着线性导轨移动的移动体；多根线性导轨中，至少1根线性导轨与梁的设置面垂直于其它线性导轨与梁的设置面。

Description

驱动载物台及使用该驱动载物台的贴片机

技术领域

本发明涉及用于半导体制造装置和电子部件安装装置的驱动载物台以及使用了该驱动载物台的贴片机。

背景技术

半导体制造装置和电子部件安装装置(贴片机)，例如通过电子部件安装在印刷基板上的机构在轨道上向一轴方向(X方向)移动的驱动载物台和使该驱动载物台向轨道垂直方向(Y方向)移动的机构，将电子部件安装在印刷基板上(XY平面上)。特别是用于贴片机的驱动载物台中，作为使安装机构移动的操作机构，使用了线性电动机。

图6是表示以往的驱动载物台的一例的侧面图(参照专利文献1)。

如图6所示，以往的驱动载物台中，1个线性电动机定子(线性电动机18)设置在垂直于梁16长度方向的剖面的左侧纵线部中央梁上，1个线性电动机动子面对线性电动机定子设置在移动体17上。设置在梁16上的1个线性电动机定子与设置在移动体17上的1个线性电动机动子之间，在图6纸面水平方向上有磁引力作用。

图7是由线性导轨19和滑块20构成的线性滑轨结构的立体图。

如图7所示，线性滑轨结构中，线性导轨19与滑块20之间夹着多个金属球21，滑块20内有金属球21循环的路径，通过金属球21在滑块20内滚动，与滑块20固定的移动体17就能够沿着设置在梁16上的线性导轨19驱动。

该线性滑轨结构的设计，对作用于与线性导轨19设置面垂直的Z方向的负载有很高强度，但是，对作用于平行的XY方向的负载较弱，金属球21容易磨损。并且，关于线性导轨19与梁的设置，一般是螺栓的轴方向与该设置面垂直相交地固定。因此，负载作用于与线性导轨19设置面平行的方向时，可能会发生固定部的滑动和螺栓22的断裂损坏。

上述线性滑轨结构中的金属球21的磨损和固定部的滑动及螺栓22的断裂损坏会导致移动体17的驱动导向不稳定，大幅降低驱动载物台的导向精度。

图6所示的以往例中，作用于2个线性导轨19与梁16的设置面和各线性导轨19上的磁引力的作用方向是垂直的，所以能够防止上述线性滑轨结构的故障。但是，作用于线性电动机动子a及线性电动机定子b之间的磁引力会使梁16及移动体17变形。作为对策，提高梁的刚性后，会增加梁16的质量，增加机器整体的质量。

图8是表示专利文献2所记载的以往驱动载物台的实施例的侧面图。图8所示的以往驱动载物台中，2个线性电动机定子18b分别设置在梁16左侧面的上侧和下侧，1个线性电动机动子18a设置在移动体17的I字形剖面的右侧中央部分。由此，作用于线性电动机动子18a与2个线性电动机定子18b之间的磁引力的作用方向同轴且方向相反(Z方向)，所以磁引力互相抵消。因此，磁引力引起的梁16的弯曲和扭转变形比专利文献1所记载的驱动载物台结构要小。但是，2个线性导轨19与梁16的设置面互相平行。负载(图中来自上方的负载)作用于与2个线性导轨19设置面平行的方向时，将线性导轨19固定在梁16上的固定部的滑动和螺栓的断裂损坏可能会发生，可能会使驱动导向不稳定，大幅降低驱动载物台的导向精度。

图9是表示专利文献2所记载的以往驱动载物台的实施例的侧面图。图7所示的以往驱动载物台与图8所示的以往驱动载物台的结构几乎一样，作用于线性电动机动子18a与2个线性电动机定子18b之间的磁引力互相抵消。但是，剖面为

字形的移动体17只由设置在梁16上面的1个线性导轨19固定在梁16上。这时，由驱动载物台的移动，负载(图中横向的负载)平行地作用于线性导轨19的设置面时，固定部滑动和螺栓断裂损坏发生的可能性大，导致驱动导向不稳定，大幅降低导向精度。

因此，为了防止驱动载物台的故障，提出了线性导轨19的大型化等、加强线性导轨19和改变结构材料等方案。

【专利文献1】特开2008-070732号公报

【专利文献2】特开2004-140888号公报

但是，通过加强线性导轨和改变材料来抑制故障是有限度的，通过增加移动体质量和增加磁引力来增加平行于线性导轨与梁的设置面的方向的负载时，难以防止故障。另外，为了在大面积晶片上安装电子部件而使线性导轨大型化时，为了确保设置面必须使梁大型化，所以整体上会增加机器重量。

发明内容

本发明的目的在于解决上述课题，提供能够防止固定部滑动和螺栓断裂损坏的发生、抑制磁引力引起的梁的扭转变形、实现驱动载物台高寿命和高精度的驱动载物台及使用该驱动载物台的贴片机。

为了达到上述目的，本发明所涉及的驱动载物台具有：梁；沿着梁长度方向设置在该梁上的多根线性导轨；沿线性导轨自由滑动的滑块；固定在该滑块上、通过上述滑块沿着线性导轨移动的移动体；上述多根线性导轨中，至少1根线性导轨与梁的设置面垂直于其它线性导轨与梁的设置面。

根据本发明，能够防止梁与线性导轨的固定部的滑动和螺栓断裂损坏的发生，能够抑制磁引力引起的梁的扭转变形，能够实现驱动载物台高寿命和高精度。

另外，根据本发明，即使用于增加驱动载物台的驱动加速度的线性电动机的高性能化所伴随的线性电动机重量增加、平行于线性导轨与梁的设置面的负载变大，也能够防止驱动载物台故障，所以能够实现驱动载物台的高速化。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的一实施方式的驱动载物台的剖面图。

图2是图1的驱动载物台的立体图。

图3是图1的驱动载物台的侧面图。

图4是表示使用了驱动载物台的贴片机的平面图。

图5是图4的贴片机的侧面图。

图6是表示以往驱动载物台的一例的侧面图。

图7是表示以往驱动载物台的其它例子的部分切除立体图。

图8是表示以往驱动载物台的其它例子的剖面图。

图9是表示以往驱动载物台的其它例子的剖面图。

符号说明

10 驱动载物台

16 梁

17 移动体

18 线性电动机

18a 线性电动机动子

18b 线性电动机定子

19 线性电动机导轨

20 滑块

22 螺栓

23 加强壁

24 厚壁部

具体实施方式

下面根据附图来说明本发明合适的实施方式。

本发明是关于驱动载物台和具有驱动载物台的贴片机的发明，首先说明贴片机的结构。

图4和图5是表示贴片机结构的示意结构图，图4是其侧面图，图5是平面图。如图4及图5所示，贴片机30具有：设置基板31的基座32；设置在基座32上、支持驱动载物台10、向1方向(作为Y轴方向)移动的驱动载物台移动装置33；设置在驱动载物台移动装置33上的驱动载物台10。

驱动载物台移动装置33具有：在基座32上夹着基板31、互相平行设置的1对线性导轨(Y轴用线性导轨)34；沿着线性导轨34滑动、在两端支持驱动载物台10的载物台支持滑块35；用于驱动载物台支持滑块35的线性电动机(Y轴用线性电动机)36。

驱动载物台10具有：架在2个Y轴用线性导轨34之间的、较长的梁16；沿着梁长度方向(作为X轴方向)设置在该梁16上的2根线性导轨(X轴用线性导轨)19；沿线性导轨19自由滑动的滑块；固定在该滑块上的移动体17。移动体17上设置有用于将电子部件安装在基板31上的芯片安装机构37。

贴片机30能够由驱动载物台移动装置32的Y轴用线性电动机36的驱动使Y轴用线性导轨34上的驱动载物台10向Y方向移动，并且能够由驱动载物台10的X轴用线性电动机19的驱动使移动体17向与驱动载物台移动方向垂直的方向(X方向)移动。由此，移动体17能够对准放置在基座32上的基板(半导体晶片和电子电路基板等)31上的任意位置，由设置在移动体17上的芯片安装机构37，能够将电子部件安装在基板31上所需的位置上。

下面根据图1-图3来详细说明本实施方式的驱动载物台10。图1是表示本实施方式的驱动载物台的剖面图，图2是立体图，图3是侧面图。

如图1-图3所示，梁16在该梁16的横截面(垂直于长度方向的剖面)上形成为コ字形，此形状在梁长度方向上是一样的。这里，对于形成为剖面コ字形的梁16，将上侧突出的部分定义为上侧突出部16a，下侧突出的部分定义为下侧突出部16b，上侧突出部16a与下侧突出部16b之间的区域定义为开口部。梁16基本上形成为剖面コ字形，但在本实施方式中，上侧突出部16a比下侧突出部16b要短。

梁16在长度方向上形成为具有同样剖面的中空部16c的中空结构，梁内部设置有用于加强梁的加强壁23。梁16由铝材等轻量金属等构成，可以由挤压成型低价地制造梁16。

2根线性导轨19中，1根线性导轨19b沿着梁长度方向设置在下侧突出部16b的端面16d上，另1根线性导轨19a沿着梁长度方向设置在上侧突出部16a侧的上面16e上。即，本实施方式的驱动载物台10的结构为：1根线性导轨19a与梁16的设置面垂直于另1根线性导轨19b与梁16的设置面。

线性导轨19由固定装置(螺栓22和螺母)固定在梁16上。梁16中固定线性导轨19处附近形成为厚壁，梁16的壁(框)为确保固定装置(螺母)深度的程度。该厚壁部24的厚度必须在螺栓22直径以上，从对负载的耐久度和轻量化的观点看来，最好是螺栓直径的2-3倍。

2根线性导轨19上设置有滑块20，其固定在1个移动体17上，分别沿着线性导轨19滑动。

移动体17的梁长度方向的垂直剖面一样地形成为

字形。具体来说，形成的字形由设置在梁19的突出部端面侧上的纵板部17a和垂直于该纵板部17a设置在上侧突出部16a的上面16e侧的横板部17b构成。该移动体17的纵板部17a及/或横板部17b上设置有芯片安装机构。

线性电动机18由线性电动机动子18a和多个线性电动机定子18b构成。线性电动机动子18a固定在移动体17上，多个线性电动机定子18b固定在梁16上。具体来说，线性电动机动子18a大致固定在移动体17的纵板部17a的中央，且设置在梁16的开口部上。多个线性电动机定子18b在梁16的上侧突出部16a的下面(开口部侧)排列固定在梁长度方向上，并且在梁16的下侧突出部16b的上面(开口部侧)排列固定在梁长度方向上。线性电动机动子18a在上下两面有线圈，两个线圈分别与上侧突出部16a侧的线性电动机定子18b及下侧突出部16b侧的线性电动机定子18b作用。

下面说明本实施方式的作用。移动体17上设置有芯片安装机构等装置，所以由该装置等的重量，在梁16与线性导轨19的设置面上作用有向下(Z方向)的负载。并且，驱动载物台10搭载在贴片机30上，向与驱动载物台长度方向垂直的方向(Y方向)移动，由此，梁16与线性导轨19的设置面上作用有横向(Y方向)的负载。

根据本实施方式的驱动载物台10，1根线性导轨19a与梁16的设置面垂直于另1根线性导轨19b与梁16的设置面，所以线性导轨19与梁16的设置面上施加Y方向和Z方向的负载后，一侧的设置面上垂直施加负载，另一侧设置面上平行施加负载。因此，能够实现各线性导轨19与梁16的设置面上平行施加的负载的降低(分散化)，能够防止固定部滑动和螺栓断裂破损。

特别是梁16在长度方向垂直剖面上形成为コ字形，移动体17形成为字形，线性导轨19中1根设置在梁16的上面16e上，另1根设置在下侧突出部16b的端面16d上，线性电动机18设置在梁的开口部上，通过这样的结构，能够维持载物台的紧凑化(轻量化)，同时能够提高防止固定部滑动和螺栓断裂损坏的效果。

并且，线性电动机动子18a设置在

字形移动体17的纵板部17a上，线性电动机定子18b夹着线性电动机动子18a相对设置，所以，线性电动机动子18a与上侧线性电动机定子18b之间产生的磁引力的作用方向和线性电动机动子18a与下侧线性电动机定子18b之间产生的磁引力的作用方向互相同轴且方向相反，能够互相抵消磁引力。由此，能够降低磁引力引起的线性导轨19上施加的负载，能够防止线性滑轨结构的破坏。

另外，因为梁16内部形成为中空，所以驱动载物台就实现轻量化。由此，驱动载物台10搭载在贴片机30上时，能够降低对切片机30的载物台移动装置33的负载。

随着梁16的中空化，将线性导轨19固定在梁16上的固定部周边为了确保螺母的深度而形成为厚壁，所以能够降低螺栓22与螺母的螺纹上产生的应力集中，能够防止固定部滑动和螺栓22的断裂损坏。

线性电动机18产生的磁引力施加在梁16上时，由于该磁引力，梁16的开口部会发生打开或关闭(上侧突出部16a及下侧突出部16b弯曲)的扭转变形。本驱动载物台10中，中空化的梁内部设置有加强壁23，由此，施加线性电动机动子18a与定子18b间产生的磁引力时，能够抑制梁16的扭转变形，即梁16的开口部打开或关闭的变形。

并且，梁16的中空结构使构成梁16的壁(框)变薄，但在设置线性导轨19的梁16的固定部(螺栓22、螺母部分)附近，通过将其壁(框)形成为厚壁，能够确保固定部的深度，防止固定部滑动和螺栓断裂损坏。

通过在梁16上设置加强壁23及厚壁部24，能够大幅提高线性导轨19和线性电动机定子18b的固定稳定性。并且，不仅提高了线性导轨19和线性电动机定子18b的固定部稳定性，还能够防止在梁16上搭载移动体17并驱动时的梁16的弯曲和扭曲。

根据本实施方式的驱动载物台，能够防止梁16与线性导轨19的固定部滑动和螺栓断裂损坏发生，能够抑制磁引力引起的梁16的扭转变形。并且能够实现驱动载物台10的高寿命和高精度。另外，为了增加驱动载物台10的驱动加速度而使用高性能的线性电动机后，线性电动机重量会增加，但即使平行于线性导轨19与梁16的设置面的负载变大，也能够防止驱动载物台故障，所以能够实现驱动载物台10的高速化。

本发明并不限定于上述实施方式，还可以有其它各种变形。

线性导轨19也可以设置3根以上，其中，至少1根设置在梁长度方向垂直剖面中的突出部端面16d上，且至少1根设置在梁长度方向垂直剖面中的上侧突出部侧的上面16e或下侧突出部侧下面。另外，本实施方式中，线性导轨19b设置在下侧突出部16b的端面16d上，也可以设置在上侧突出部16a的端面上。

本驱动载物台10中，作为使移动体17移动的操作机构，使用了线性电动机18，也可以使用滚珠丝杠机构。另外，也可以使用由活塞机构使移动体17移动的机构，例如油压式活塞机构。

Claims (8)

1.一种驱动载物台，具有：梁；沿着梁长度方向设置在该梁上的多根线性导轨；沿线性导轨自由滑动的滑块；固定在该滑块上、通过上述滑块沿着线性导轨移动的移动体；其特征在于，

上述多根线性导轨中，至少1根线性导轨与梁的设置面垂直于其它线性导轨与梁的设置面。

2.根据权利要求1所述的驱动载物台，其特征在于，上述梁的长度方向的垂直剖面形成为コ字形，上述至少1根线性导轨设置在上述梁的长度方向垂直剖面中的突出部端面上，上述其它线性导轨设置在上述梁的长度方向垂直剖面中的上侧突出部侧上面或下侧突出部侧下面。

3.根据权利要求1或2所述的驱动载物台，其特征在于，上述移动体形成为

字形，其由设置在上述梁的上述突出部端面侧上的纵板部和设置在上述上侧突出部侧上的横板部构成；作为驱动上述移动体的装置，具有线性电动机，其由上述梁中排列固定在梁长度方向上的多个线性电动机定子和固定在上述移动体上的线性电动机动子构成。

4.根据权利要求3所述的驱动载物台，其特征在于，上述线性导轨在上述梁的下侧突出部端面上设置1根，在上述梁的上述上侧突出部侧的上面设置1根。

5.根据权利要求3或4所述的驱动载物台，其特征在于，上述线性电动机定子固定在上述梁的上侧突出部和上述梁的下侧突出部上，上述线性电动机动子固定在上述移动体的纵板部上且设置在上述梁的开口部上，在上述上侧突出部侧的线性电动机定子及上述下侧突出部侧的线性电动机定子侧的两面上具有线圈。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的驱动载物台，其特征在于，上述梁形成为内部具有中空部的中空结构，在梁内部设置有用于加强梁的加强壁。

7.根据权利要求6所述的驱动载物台，其特征在于，上述梁中固定上述线性导轨处形成为厚壁，该厚壁的厚度为确保用于将上述线性导轨固定在上述梁上的固定用螺栓的深度的程度。

8.一种贴片机，其特征在于，具有：权利要求1至7中任一项所述的驱动载物台；使该驱动载物台向与上述移动体的移动方向垂直的方向移动的驱动载物台移动装置。

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