CN218217070U

CN218217070U - 引线键合设备xy电机模组

Info

Publication number: CN218217070U
Application number: CN202221363831.1U
Authority: CN
Inventors: 张振夺; 陈强; 刘鑫
Original assignee: Shenzhen Devol Advanced Automation Co ltd
Current assignee: Shenzhen Devol Advanced Automation Co ltd
Priority date: 2022-05-31
Filing date: 2022-05-31
Publication date: 2023-01-03
Anticipated expiration: 2032-05-31

Abstract

本实用新型公开了引线键合设备XY电机模组，包括：底座；第一运动平台，通过导轨安装在底座上，所述第一运动平台相对底座沿着X向线性运动；第二运动平台，通过导轨安装在第一运动平台上，所述第二运动平台相对第一运动平台做Y向线性运动；X向直线电机，包括X向直线电机动子、X向直线电机定子；Y向直线电机，包括Y向直线电机动子、Y向直线电机定子；所述X向直线电机和Y向直线电机共同驱带动第二运动平台在XY平面内做二维线性运动。本实用新型推力更大，减小了直线电机初级与次级之间磁吸力的影响，且整个模组与直线电机一体式设计减小电机安装转接部件，提高整个模组的结构刚性，减轻负载质量提高电机运行加速度。

Description

引线键合设备XY电机模组

技术领域：

本实用新型涉及直线电机技术领域，尤其涉及引线键合设备XY电机模组。

背景技术：

由于半导体封测领域特别是引线键合设备对速度和精度要求越来越高，而二维运动模组是引线键合等设备的核心运动部件，其速度和精度很大程度直接决定了整个设备的运行速度和精度，因此需要开发高速高精度二维运动模组。针对半导体封装多短行程高速往复运动的特点，目前引线键合设备的二维运动模组多采用直线电机来进行驱动，但大多数采用市场上在售的通用的直线电机进行安装，一方面市场上直线电机存在着无铁芯直线电机推力较小，有铁芯直线电机由于增加了铁芯使得初级铁芯与次级磁铁之间存在较大磁吸力等缺点，另一方面标准的直线电机用于驱动引线键合设备二维运动模组时往往需要在电机与模组运动部件之间增加连接件，或者二维运动模组的两个轴向需要单独安装直线电机然后再安装到统一的模组底座上，这些特点要么增加了二维运动模组的负载影响模组运动加速度，要么使得安装路径变长影响整个二维模组刚性。

如专利CN102522356A所述提出了一种的双轴浮动定子线性平台，其驱动电机推动工作台运动时，驱动电机受到反作用力不直接作用在平台的基座上而是使定子与工作台运动的反向运动，能减少定子对基座的冲击，提高平台定位精度。但该结构驱动电机采用音圈电机，电机动子与负载运动平台之间需要安装连接件，既增加了负载重量又影响结构刚度，且该结构X轴与Y轴驱动部件先独立安装到单独的底座上然后再安装到统一基座上，使得整个结构集成度较差，结构刚性受到影响。

基于此有必要针对引线键合设备运动模组专门开发驱动直线电机，使得其推力更大，尽量减小直线电机初级与次级之间磁吸力的影响，且整个模组与直线电机一体式设计减小电机安装转接部件，提高整个模组的结构刚性，减轻负载质量提高电机运行加速度。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供引线键合设备XY电机模组，以解决现有技术的不足。

本实用新型由如下技术方案实施：引线键合设备XY电机模组，包括：

底座，用于安装第一运动平台；

第一运动平台，通过导轨安装在底座上，所述第一运动平台相对底座沿着X向线性运动；

第二运动平台，通过导轨安装在第一运动平台上，所述第二运动平台相对第一运动平台做Y向线性运动；

X向直线电机，包括X向直线电机动子、X向直线电机定子，所述X向直线电机动子安装到第一运动平台上驱动其做X向运动，所述X向直线电机定子通过X定子安装板及X向电机安装板间接安装到底座上；

Y向直线电机，包括Y向直线电机动子、Y向直线电机定子，所述Y向直线电机动子通过导轨及Y动子安装板安装在底座上，所述Y向直线电机动子通过解耦导轨与第二运动平台相连接驱动第二运动平台沿Y向线性运动，所述Y向直线电机定子通过Y上定子安装板及Y下定子安装板和Y向电机安装板间接安装到底座上；

所述X向直线电机和Y向直线电机共同驱带动第二运动平台在XY平面内做二维线性运动。

进一步地，所述X向直线电机包含一个X向直线电机动子和两个X向直线电机定子，其中：

所述X向直线电机动子包含阵列排列的磁铁和磁铁支撑板，所述磁铁采用粘合剂或机械固定方式固定在磁铁支撑板上，所述磁铁支撑板上有负载连接部用于与负载连接以及导轨安装部用于安装动子支撑和导向的导轨，所述X向直线电机动子通过负载连接部安装在第一运动平台上，所述X向直线电机动子通过导轨安装部用导轨安装在X向电机安装板上；

所述X向直线电机定子包含铁芯和线圈，所述两个X向直线电机定子通过X定子安装板和X向电机安装板对称安装在X向直线电机动子的两侧，所述X向电机安装板通过导轨11安装在底座上。

进一步地，所述X向电机安装板两端X向布置安装有第一弹簧和第二弹簧以及第一缓冲器和第二缓冲器。

进一步地，所述Y向直线电机包含一个Y向直线电机动子和两个Y向直线电机定子，其中：

所述Y向直线电机动子包含阵列排列的磁铁和磁铁支撑板，所述磁铁采用粘合剂或机械固定方式固定在磁铁支撑板上，所述磁铁支撑板上有负载连接部用于与负载连接以及导轨安装部用于安装动子支撑和导向的导轨，所述Y向直线电机动子通过导轨安装部用导轨及Y动子安装板安装在底座上，Y向直线电机动子通过负载连接部用解耦导轨与第二运动平台相连接；

所述Y向直线电机定子包含铁芯和线圈，所述两个Y向直线电机定子通过Y上定子安装板及Y下定子安装板对称安装在Y向直线电机动子两侧，所述Y下定子安装板通过Y向电机安装板和导轨安装在底座上。

进一步地，所述Y向电机安装板和底座之间安装第三弹簧和第四弹簧以及第三缓冲器和第四缓冲器。

进一步地，还包括X向第二光栅尺、X向第二光栅读数头、Y向第二光栅尺、Y向第二光栅读数头、X向第一光栅尺、X向第一光栅读数头、Y向第一光栅尺、Y向第一光栅读数头，其中：

所述X向第一光栅尺和X向第一光栅读数头安装在第一运动平台和底座上，用来反馈第一运动平台的X向位置；

所述Y向第一光栅尺和Y向第一光栅读数头安装在第二运动平台和底座上，用来反馈第二运动平台的Y向位置；

所述X向第二光栅尺和X向第二光栅读数头安装在第一运动平台和X向直线电机定子上，用来反馈X向直线电机动子与X向直线电机定子之间的位置关系；

所述Y向第二光栅尺和Y向第二光栅读数头安装在Y向直线电机动子和Y向直线电机定子上，用来反馈Y向直线电机动子与Y向直线电机定子之间的位置关系。

进一步地，所述底座的左侧、右侧及后部分别安装有风扇进行吹风或/和抽风散热。

本实用新型的优点：

1、本实用新型相较于现有二维运动平台该XY电机模组采用专门设计双边有铁芯动磁铁式直线电机驱动，该种直线电机由于采用有铁芯式线圈比无铁芯式直线电机能产生更大推力。

2、相较与常见单边有铁芯直线电机，本实用新型采用双边有铁芯线圈对称分布在动子磁铁两侧，由于充分利用了磁铁两面的磁场使得电机推力较单边有铁芯直线电机推力几乎翻倍，另一方面由于两边定子铁芯对中间磁铁的磁吸力大小基本相等方向相反，磁铁受两边铁芯的磁吸力相互抵消合力基本为零，使得直线电机动子结构可以做的更小质量更轻，且直线电机动子作用于支撑导轨的作用力更小，这样更有利直线电机动子高速高加速运动。

3、本XY电机模组直线电机动子部分经过设计集成了负载连接部和导轨安装部，其安装导向更简单，与负载运动平台连接更直接，省掉中间连接件，既缩短了力的传递路径提高了运动平台的运动精度，又减轻了运动部件的质量，提高了运动平台运行的速度。

4、本XY电机模组驱动电机的定子部分采用弹性阻尼部件安装到运动平台底座上，弹性元件可采用弹簧、磁铁等方式，阻尼元件可采用液体阻尼缓冲器、气体阻尼缓冲器、橡胶阻尼等方式，可互相搭配使用，方式灵活；弹性阻尼部件共同作用大大减小了驱动电机定子传递到运动平台底座的反作用力又能使驱动电机定子快速稳定定位，明显减小了运动平台的振动，提高了运动平台的速度和精度。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1为已申请专利的二维运动平台的立体结构示意图；

附图2为本实用新型实施例的立体结构示意图；

附图3为本实用新型实施例的爆炸图；

附图4为本实用新型实施例沿Y方向的一个剖面图；

附图5为本实用新型实施例的X向直线电机的立体结构示意图；

附图6为本实用新型实施例的X向直线电机沿其驱动方向的一个截面示意图；

附图7为本实用新型实施例的X向直线电机垂直其驱动方向的一个截面示意图；

附图8为本实用新型实施例的Y向直线电机的立体结构示意图；

附图9为本实用新型实施例的Y向直线电机沿其驱动方向的一个截面示意图；

附图10为本实用新型实施例的Y向直线电机垂直其驱动方向的一个截面示意图；

标号说明：

10.底座，11.导轨，12.导轨，13.挡块，14.风扇；

20.X向直线电机，200.X向直线电机动子，2000.磁铁，200a.负载连接部，200b.导轨安装部，2001.磁铁支撑板，201.X向直线电机定子，2010.铁芯，2011.线圈，21.X定子安装板，22.X向电机安装板，23.导轨，24.X向第二光栅尺，25.X向第二光栅读数头，

30.Y向直线电机，300.Y向直线电机动子，3000.磁铁，300a.负载连接部，300b.导轨安装部，3001.磁铁支撑板，301.Y向直线电机定子，3010.铁芯，3011.线圈，31.Y上定子安装板，32.Y下定子安装板，33.导轨，34.Y动子安装板，35.Y向第二光栅尺，36.Y向第二光栅读数头，37.Y向电机安装板；

40.第一运动平台，41.导轨，42.导轨，43.X向第一光栅尺，44.X向第一光栅读数头；

50.第二运动平台，51.解耦导轨，52.Y向第一光栅尺，53.Y向第一光栅读数头；

60.第一弹簧，61.第一缓冲器，62.第二弹簧，63.第二缓冲器，64.第三弹簧，65.第三缓冲器，66.第四弹簧，67.第四缓冲器。

具体实施方式：

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图2至图4所示为本实用新型的一个优选实施例，该引线键合设备XY电机模组包括：

底座10，用于安装第一运动平台40；

第一运动平台40，通过导轨41安装在底座10上，能相对底座10沿着X向线性运动；

第二运动平台50，通过导轨42安装在第一运动平台40上，能相对第一运动平台40做Y向线性运动；

X向直线电机20，其X向直线电机动子200安装到第一运动平台40上驱动其做X向运动，其X向直线电机定子201通过X定子安装板21及X向电机安装板间接的安装到底座10上；

Y向直线电机30，其Y向直线电机动子300通过导轨33及Y动子安装板34安装在底座10上，Y向直线电机动子300通过解耦导轨51与第二运动平台50相连接可驱动第二运动平台50沿Y向线性运动，Y向直线电机定子301通过Y上定子安装板31及Y下定子安装板32和Y向电机安装板37间接的安装到底座10上。X向直线电机20和Y向直线电机30可共同驱带动第二运动平台50在XY平面内做二维线性运动。

如图5至图7所示，X向直线电机20包含一个X向直线电机动子200和两个X向直线电机定子201。X向直线电机动子200包含阵列排列的磁铁2000和磁铁支撑板2001，磁铁2000采用粘合剂或机械固定方式固定在磁铁支撑板2001上，磁铁支撑板2001上有负载连接部200a用于与负载连接以及导轨安装部200b用于安装动子支撑和导向的导轨。X向直线电机动子200通过负载连接部200a安装在第一运动平台40上，X向直线电机动子200通过导轨安装部200b用导轨23安装在X向电机安装板22上。X向直线电机定子201包含铁芯2010和线圈2011。两个X向直线电机定子201通过X定子安装板21和X向电机安装板22对称安装在X向直线电机动子200的两侧。X向电机安装板22通过导轨11安装在底座10上。

引线键合设备XY电机模组还包含第一弹簧60和第二弹簧62以及第一缓冲器61和第二缓冲器63X向布置安装在X向电机安装板22两端。当X向直线电机动子200驱动第一运动平台40运动时，第一运动平台40也会对X向直线电机定子201产生反作用力，驱动X向直线电机定子201及X向电机安装板22向第一运动平台40运动的相反方向运动，此时安装在X向电机安装板22两端的弹簧和缓冲器对X向电机安装板22产生弹力和阻尼作用使得X向直线电机定子201不会反向运动太大距离且能快速稳定下来。

如图8至图10所示，Y向直线电机30包含一个Y向直线电机动子300和两个Y向直线电机定子301，Y向直线电机动子300包含阵列排列的磁铁3000和磁铁支撑板3001，磁铁3000采用粘合剂或机械固定方式固定在磁铁支撑板3001上，磁铁支撑板3001上有负载连接部300a用于与负载连接以及导轨安装部300b用于安装动子支撑和导向的导轨。Y向直线电机动子300通过导轨安装部300b用导轨33及Y动子安装板34安装在底座10上，Y向直线电机动子300通过负载连接部300a用解耦导轨51与第二运动平台50相连接。Y向直线电机定子301包含铁芯3010和线圈3011。两个Y向直线电机定子301通过Y上定子安装板31及Y下定子安装板32对称安装在Y向直线电机动子300两侧。Y下定子安装板32通过Y向电机安装板37和导轨12安装在底座10上。

引线键合设备XY电机模组还包含第三弹簧64和第四弹簧66以及第三缓冲器65和第四缓冲器67安装在Y向电机安装板37和底座10之间。当Y向直线电机动子300驱动第二运动平台50运动时，第二运动平台50也会对Y向直线电机定子301产生反作用力，驱动Y向直线电机定子301及Y向电机安装板37向第二运动平台50运动的相反方向运动，此时安装在Y向电机安装板37与底座10之间的弹簧和缓冲器对Y向电机安装板37产生弹力和阻尼作用使得Y向直线电机定子301不会反向运动太大距离且能快速稳定下来。

引线键合设备XY电机模组还安装有X向第一光栅尺43和X向第一光栅读数头44用来反馈第一运动平台40的X向位置；Y向第一光栅尺52和Y向第一光栅读数头53用来反馈第二运动平台50的Y向位置。引线键合设备XY电机模组还安装有X向第二光栅尺24和X向第二光栅读数头25用来反馈X向直线电机定子与动子之间的位置关系；Y向第二光栅尺35和Y向第二光栅读数头36用来反馈Y向直线电机定子与动子之间的位置关系。

引线键合设备XY电机模组底座10的左侧、右侧及后部分别安装有风扇14，风扇14可以对驱动电机进行吹风或/和抽风散热。应当理解此风扇可以还可以安装在运动平台的上部、底部等各种可以安装的位置。且该运动平台驱动电机还可以采用水冷散热及采用压缩空气吹气或负压吸气等散热方法。

本实用新型的引线键合设备XY电机模组，其包括底座，第一运动平台，第二运动平台，以及X向驱动电机，Y向驱动电机，X向驱动电机连接第一运动平台驱动其在X向运动，Y向驱动电机连接第二运动平台驱动其在Y向运动，第二运动平台导向配合安装在第一运动平台上可被第一运动平台驱动沿X向运动，X向驱动电机和Y向驱动电机共同驱动可使第二运动平台在XY平面内做二维线性运动。

该引线键合设备XY电机模组的驱动电机均采用双边型动磁铁式直线电机，该直线电机在动子磁铁两边对称安装两个带铁芯的定子线圈，既充分利用了同一磁铁两边的磁场增加了驱动推力又使两侧定子铁芯对动子磁铁磁吸力相互抵消合力减小到几乎为零，减小了直线电机动子对支撑导轨的压力。该直线电机动子设计带有负载连接部和导轨安装部，缩短了电机驱动运动平台的安装路径，减轻了驱动负载质量。定子部分采用带弹性及阻尼的柔性装置安装到运动平台底座上，该弹性阻尼柔性装置可降低直线电机对底座的反作用力，减小运动平台的振动，该弹性装置可采用弹簧、磁铁等一种或多种方式，阻尼装置可采用液体阻尼缓冲器、气体阻尼缓冲器、橡胶阻尼等一种或多种组合方式。

该引线键合设备XY电机模组还采用了散热装置，散热方式包括采用风扇散热、采用水冷散热及采用压缩空气吹气或负压吸气等一种或多种组合散热方法，散热装置有利于使XY电机模组在高速高负荷运动时电机产生的热量尽快散去，有利于保持电机稳定运行。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.引线键合设备XY电机模组，其特征在于，包括：

底座，用于安装第一运动平台；

2.根据权利要求1所述的引线键合设备XY电机模组，其特征在于，所述X向直线电机包含一个X向直线电机动子和两个X向直线电机定子，其中：

所述X向直线电机定子包含铁芯和线圈，所述两个X向直线电机定子通过X定子安装板和X向电机安装板对称安装在X向直线电机动子的两侧，所述X向电机安装板通过导轨（11）安装在底座上。

3.根据权利要求2所述的引线键合设备XY电机模组，其特征在于，所述X向电机安装板两端X向布置安装有第一弹簧和第二弹簧以及第一缓冲器和第二缓冲器。

4.根据权利要求1所述的引线键合设备XY电机模组，其特征在于，所述Y向直线电机包含一个Y向直线电机动子和两个Y向直线电机定子，其中：

5.根据权利要求4所述的引线键合设备XY电机模组，其特征在于，所述Y向电机安装板和底座之间安装第三弹簧和第四弹簧以及第三缓冲器和第四缓冲器。

6.根据权利要求1所述的引线键合设备XY电机模组，其特征在于，还包括X向第二光栅尺、X向第二光栅读数头、Y向第二光栅尺、Y向第二光栅读数头、X向第一光栅尺、X向第一光栅读数头、Y向第一光栅尺、Y向第一光栅读数头，其中：

7.根据权利要求1所述的引线键合设备XY电机模组，其特征在于，所述底座的左侧、右侧及后部分别安装有风扇进行吹风或/和抽风散热。