JP2001334931A - 空気ベアリングを備えたリニアガイド装置 - Google Patents
空気ベアリングを備えたリニアガイド装置Info
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
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- H01L21/67144—Apparatus for mounting on conductive members, e.g. leadframes or conductors on insulating substrates
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Magnetic Bearings And Hydrostatic Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ダイボンダーにおけるピックアンドプレイス
システム用に位置決め精度の高い駆動装置を提供するこ
と。 【解決手段】 本発明のリニアガイド装置１は、支持部
材２と、該支持部材２上を摺動する搬器３と、を備えて
いる。搬器３は、支持部材２上の空気ベアリング上を摺
動する２つの中空シリンダ４，５と、それらの間に配置
された本体６とを備えている。支持部材２と２つの中空
シリンダ４，５とは隙間７によって分離され、隙間７に
は圧縮空気が供給可能とされている。搬器３の駆動装置
として、Ｕ字形のステータ８とアーマチュア９とから形
成されたリニアモータが設けられている。作動中、アー
マチュア９では熱が発生し、搬器３を加熱する。隙間７
の厚さを所定限界内に収めるために、その温度が隙間７
の厚さに影響を及ぼす支持部材及び／または搬器３の構
成部材を、既定の温度に加熱する。
システム用に位置決め精度の高い駆動装置を提供するこ
と。 【解決手段】 本発明のリニアガイド装置１は、支持部
材２と、該支持部材２上を摺動する搬器３と、を備えて
いる。搬器３は、支持部材２上の空気ベアリング上を摺
動する２つの中空シリンダ４，５と、それらの間に配置
された本体６とを備えている。支持部材２と２つの中空
シリンダ４，５とは隙間７によって分離され、隙間７に
は圧縮空気が供給可能とされている。搬器３の駆動装置
として、Ｕ字形のステータ８とアーマチュア９とから形
成されたリニアモータが設けられている。作動中、アー
マチュア９では熱が発生し、搬器３を加熱する。隙間７
の厚さを所定限界内に収めるために、その温度が隙間７
の厚さに影響を及ぼす支持部材及び／または搬器３の構
成部材を、既定の温度に加熱する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１のプレア
ンブルに記載のような、空気ベアリングを備えたリニア
ガイド装置に関するものである。
ンブルに記載のような、空気ベアリングを備えたリニア
ガイド装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体チップの組立てにおいては、ウェ
ーハから一様形状に形成され搬器上に互いに隣接配置さ
れた多数のチップを、基板例えば金属リードフレーム上
に次々と装着するために、“ダイボンダー（Die Bonde
r）”として知られる自動組立装置が用いられる。チッ
プ把持装置のピックアンドプレイス運動に協調して、チ
ップ搬器が置かれるウェーハテーブルは次のチップを供
給し、同様に、第２位置に新たな基板位置を提供するた
めに基板がシフトされる。チップを取上げ、次いで載置
するために、チップ把持装置は公知の方式で昇降可能と
されている。
ーハから一様形状に形成され搬器上に互いに隣接配置さ
れた多数のチップを、基板例えば金属リードフレーム上
に次々と装着するために、“ダイボンダー（Die Bonde
r）”として知られる自動組立装置が用いられる。チッ
プ把持装置のピックアンドプレイス運動に協調して、チ
ップ搬器が置かれるウェーハテーブルは次のチップを供
給し、同様に、第２位置に新たな基板位置を提供するた
めに基板がシフトされる。チップを取上げ、次いで載置
するために、チップ把持装置は公知の方式で昇降可能と
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このようなダイボンダ
ーでは、特に移動部材のためのベアリング装置への要求
が厳しい。装着されたチップのさらなる処理のために
は、チップを基板上に正確に位置決めしなければならな
いので、その精度に対応するように、チップ把持装置は
第２位置に正確に位置決めされなければならず、チップ
を取上げる第１位置においても正確な位置決めが要求さ
れる。一方でサイクル時間の短い高速処理が要求される
ので、それに応じて、移動部材には高い加速度と大きな
慣性力が発生する。
ーでは、特に移動部材のためのベアリング装置への要求
が厳しい。装着されたチップのさらなる処理のために
は、チップを基板上に正確に位置決めしなければならな
いので、その精度に対応するように、チップ把持装置は
第２位置に正確に位置決めされなければならず、チップ
を取上げる第１位置においても正確な位置決めが要求さ
れる。一方でサイクル時間の短い高速処理が要求される
ので、それに応じて、移動部材には高い加速度と大きな
慣性力が発生する。
【０００４】今日まで、チップ把持装置の往復動作を実
現するために、揺動ガイドを含む種々のてこ機構が用い
られてきた。ガイド部材にはかなりの力が作用するた
め、この種のガイド部材は、一連の正確な動きには適し
ておらず、適切な保守が必要である。公知である別の機
構の場合、チップ把持装置は往復運動するてこの端部に
設けられ、てこが旋回して方向転換するのに対応して、
チップ把持装置は円弧状の動きをし、従って限界位置で
常に停止しなければならず、そのことは、振動発生の原
因となる。このようなてこ利用機構の欠点は、チップを
Ａ地点からＢ地点という既定の固定経路に沿ってのみ搬
送可能であることである。
現するために、揺動ガイドを含む種々のてこ機構が用い
られてきた。ガイド部材にはかなりの力が作用するた
め、この種のガイド部材は、一連の正確な動きには適し
ておらず、適切な保守が必要である。公知である別の機
構の場合、チップ把持装置は往復運動するてこの端部に
設けられ、てこが旋回して方向転換するのに対応して、
チップ把持装置は円弧状の動きをし、従って限界位置で
常に停止しなければならず、そのことは、振動発生の原
因となる。このようなてこ利用機構の欠点は、チップを
Ａ地点からＢ地点という既定の固定経路に沿ってのみ搬
送可能であることである。
【０００５】チップ把持装置を歯付きベルトによって駆
動する駆動機構も公知である。その欠点は、チップを基
板上に精度良く置くことができないことである。
動する駆動機構も公知である。その欠点は、チップを基
板上に精度良く置くことができないことである。
【０００６】日本国特許出願第01-194847号によれば、
空気ベアリングを冷却する冷却装置と共に用いられる空
気ベアリングが公知である。このような冷却システム
は、空気ベアリングを重く複雑なものにするというよう
に、種々の欠点を有している。
空気ベアリングを冷却する冷却装置と共に用いられる空
気ベアリングが公知である。このような冷却システム
は、空気ベアリングを重く複雑なものにするというよう
に、種々の欠点を有している。
【０００７】本発明の目的は、ダイボンダーにおけるピ
ックアンドプレイスシステム（Pickand Place System）
用の駆動装置を提供し、移動距離にかかわらず半導体チ
ップを高い精度で位置決めできるようにすることであ
る。
ックアンドプレイスシステム（Pickand Place System）
用の駆動装置を提供し、移動距離にかかわらず半導体チ
ップを高い精度で位置決めできるようにすることであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、本願請求
項１に記載の特徴を有し、ダイボンダーにおけるピック
アンドプレイスシステム用に適したリニアガイド装置に
よって達成される。
項１に記載の特徴を有し、ダイボンダーにおけるピック
アンドプレイスシステム用に適したリニアガイド装置に
よって達成される。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき、本発明の実
施形態をより詳細に説明する。
施形態をより詳細に説明する。
【００１０】図１は、支持部材２と、該支持部材２上で
摺動する搬器３と、を備えたリニアガイド装置１を示す
斜視図である。支持部材２は円柱状棒材である。搬器
（carriage）３は、支持部材２上の空気ベアリング上を
摺動する２つの中空シリンダ４，５と、それらの間に配
置された本体６と、を備えている。支持部材２と搬器３
の２つの中空シリンダ４，５とは、隙間７によって分離
されており、この隙間７には圧縮空気が供給可能とされ
ている。圧縮空気の供給は、２つの中空シリンダ４，５
の内壁面に設けられたノズルを通じて行われる。搬器３
の空気べアリングによって、搬器３の支持部材２に沿っ
た摩耗のない動きが実現される。２つの中空シリンダ
４，５は、好ましくは単一部材から形成され、本体６
は、その部材のおおよそ中間部に設けられる。
摺動する搬器３と、を備えたリニアガイド装置１を示す
斜視図である。支持部材２は円柱状棒材である。搬器
（carriage）３は、支持部材２上の空気ベアリング上を
摺動する２つの中空シリンダ４，５と、それらの間に配
置された本体６と、を備えている。支持部材２と搬器３
の２つの中空シリンダ４，５とは、隙間７によって分離
されており、この隙間７には圧縮空気が供給可能とされ
ている。圧縮空気の供給は、２つの中空シリンダ４，５
の内壁面に設けられたノズルを通じて行われる。搬器３
の空気べアリングによって、搬器３の支持部材２に沿っ
た摩耗のない動きが実現される。２つの中空シリンダ
４，５は、好ましくは単一部材から形成され、本体６
は、その部材のおおよそ中間部に設けられる。
【００１１】Ｕ字形ステータ８とアーマチュア９からな
るリニアモータが搬器３の駆動機構となる。図において
アーマチュア９は見えないので、破線で示している。駆
動機構のさらなる詳細については欧州特許出願第988109
88.0号に記載されており、本明細書はその内容を参照
し、これを含むものとする。アーマチュア９は、搬器３
の本体６に剛体結合されている。アーマチュア９は、そ
の重量によって搬器３にトルクを付与する。このトルク
を受けるためにレール１０が設けられており、搬器３の
本体６に取付けられた車輪１１がレール１０上を走行す
る。車輪１１が常にレール１０に接触するように、好ま
しくは、スプリングを介して取付けられ（図示せず）レ
ール１０の裏面を走行する第２の車輪が設けられる。変
更形態として負圧式の空気ベアリングを用いてもよい。
この場合、車輪１１または両車輪に替えて、レール１０
に対する負圧式摺動面を有する本体６に固定される部材
が設けられる。
るリニアモータが搬器３の駆動機構となる。図において
アーマチュア９は見えないので、破線で示している。駆
動機構のさらなる詳細については欧州特許出願第988109
88.0号に記載されており、本明細書はその内容を参照
し、これを含むものとする。アーマチュア９は、搬器３
の本体６に剛体結合されている。アーマチュア９は、そ
の重量によって搬器３にトルクを付与する。このトルク
を受けるためにレール１０が設けられており、搬器３の
本体６に取付けられた車輪１１がレール１０上を走行す
る。車輪１１が常にレール１０に接触するように、好ま
しくは、スプリングを介して取付けられ（図示せず）レ
ール１０の裏面を走行する第２の車輪が設けられる。変
更形態として負圧式の空気ベアリングを用いてもよい。
この場合、車輪１１または両車輪に替えて、レール１０
に対する負圧式摺動面を有する本体６に固定される部材
が設けられる。
【００１２】上記のリニアガイド装置及びリニアモータ
は、例えばダイボンダーにおけるピックアンドプレイス
システムに用いることができる。作動中、アーマチュア
９を流れる電流は熱を発生し、搬器３を加熱する。その
結果、搬器３及び支持部材２の長さが変化し、隙間７の
厚さの変化につながる。極端な場合、空気の隙間がどん
どん小さくなって搬器３が支持部材２に接触したり、空
気の隙間がどんどん大きくなって空気ベアリングの剛性
や支持荷重といった特性が損なわれたりする。隙間７の
厚さが設定状態を越えて変化することを回避するため
に、本発明は、その温度が既定温度または既定温度範囲
における隙間７の厚さに影響を及ぼすリニアガイド装置
を構成する部材の温度を保持することを提案する。その
ために、加熱部材が設けられる。温度は好適に制御され
る。温度の制御目標値は、極端なケースにおいてアーマ
チュア９が発生する熱に対応して決定される。こうし
て、搬器３は、いかなる場合でも支持部材２に接触する
ことはなく、空気ベアリングの剛性も所定の限界値に収
まる。以下、実施形態をより詳細に説明する。
は、例えばダイボンダーにおけるピックアンドプレイス
システムに用いることができる。作動中、アーマチュア
９を流れる電流は熱を発生し、搬器３を加熱する。その
結果、搬器３及び支持部材２の長さが変化し、隙間７の
厚さの変化につながる。極端な場合、空気の隙間がどん
どん小さくなって搬器３が支持部材２に接触したり、空
気の隙間がどんどん大きくなって空気ベアリングの剛性
や支持荷重といった特性が損なわれたりする。隙間７の
厚さが設定状態を越えて変化することを回避するため
に、本発明は、その温度が既定温度または既定温度範囲
における隙間７の厚さに影響を及ぼすリニアガイド装置
を構成する部材の温度を保持することを提案する。その
ために、加熱部材が設けられる。温度は好適に制御され
る。温度の制御目標値は、極端なケースにおいてアーマ
チュア９が発生する熱に対応して決定される。こうし
て、搬器３は、いかなる場合でも支持部材２に接触する
ことはなく、空気ベアリングの剛性も所定の限界値に収
まる。以下、実施形態をより詳細に説明する。
【００１３】（例１）支持部材２の内側に電気加熱部材
を設ける。支持部材２及び中空シリンダ４，５の寸法諸
元は、それらの部材を構成する材料の熱膨張係数に応じ
て決定される。例えば、隙間７の厚さは、支持部材２の
温度が６０℃に制御された場合、８μｍとなる。温度測
定のために、支持部材２内には温度センサを設ける。
を設ける。支持部材２及び中空シリンダ４，５の寸法諸
元は、それらの部材を構成する材料の熱膨張係数に応じ
て決定される。例えば、隙間７の厚さは、支持部材２の
温度が６０℃に制御された場合、８μｍとなる。温度測
定のために、支持部材２内には温度センサを設ける。
【００１４】（例２）搬器３の２つの中空シリンダ４，
５に電気加熱部材１２を設けて、それらの温度を所定の
許容範囲に保持する。温度は、好ましくは、既定の値に
制御する。そのために、中空シリンダ４，５内に温度セ
ンサを設ける。支持部材２及び中空シリンダ４，５の寸
法諸元は、やはり、それらの部材を構成する材料の熱膨
張係数に応じて決定される。例えば、隙間７の厚さは、
中空シリンダ４，５の温度が６０℃に制御された場合、
８μｍとなる。
５に電気加熱部材１２を設けて、それらの温度を所定の
許容範囲に保持する。温度は、好ましくは、既定の値に
制御する。そのために、中空シリンダ４，５内に温度セ
ンサを設ける。支持部材２及び中空シリンダ４，５の寸
法諸元は、やはり、それらの部材を構成する材料の熱膨
張係数に応じて決定される。例えば、隙間７の厚さは、
中空シリンダ４，５の温度が６０℃に制御された場合、
８μｍとなる。
【００１５】（例３）上記２つの例を組合せることも可
能である。すなわち、支持部材２及び中空シリンダ４，
５の双方に加熱部材を設けてもよい。さらに、支持部材
２の温度を、２つの中空シリンダ４，５の温度とは異な
る値に制御することも可能である。
能である。すなわち、支持部材２及び中空シリンダ４，
５の双方に加熱部材を設けてもよい。さらに、支持部材
２の温度を、２つの中空シリンダ４，５の温度とは異な
る値に制御することも可能である。
【００１６】（例４）本発明が解決すべき副次的課題
は、作動中にアーマチュア９から空気ベアリングへと拡
散する熱の影響を制限すること、または、支持部材２と
中空シリンダ４，５との間の隙間７の厚さを既定の限界
内に収めることである。支持部材２または中空シリンダ
４，５の制御目標温度をできる限り低く維持するため
に、本体６及び／または中空シリンダ４，５に冷却フィ
ンを設け、できるだけ多くの熱を環境中に放散させるよ
うにしてもよい。
は、作動中にアーマチュア９から空気ベアリングへと拡
散する熱の影響を制限すること、または、支持部材２と
中空シリンダ４，５との間の隙間７の厚さを既定の限界
内に収めることである。支持部材２または中空シリンダ
４，５の制御目標温度をできる限り低く維持するため
に、本体６及び／または中空シリンダ４，５に冷却フィ
ンを設け、できるだけ多くの熱を環境中に放散させるよ
うにしてもよい。
【００１７】図２は、支持部材２が矩形断面を有するリ
ニアガイド装置１の断面を示している。図１の実施形態
における中空シリンダ４，５は、Ｕ字形の移動部材１４
に置換えられている。支持部材２内に設けられた加熱部
材１２も図示している。図３は、搬器３が支持部材２を
完全に取囲んでいるリニアガイド装置１を示している。
ニアガイド装置１の断面を示している。図１の実施形態
における中空シリンダ４，５は、Ｕ字形の移動部材１４
に置換えられている。支持部材２内に設けられた加熱部
材１２も図示している。図３は、搬器３が支持部材２を
完全に取囲んでいるリニアガイド装置１を示している。
【００１８】本発明によるリニアガイド装置１（図１）
は、とりわけ、図４に示すダイボンダー１５におけるピ
ックアンドプレイスシステムに適したものである。この
場合、搬器３は、半導体チップ１７を取上げ、搬送し、
載置するチップ把持装置を備えたボンドヘッド１６を移
動させる。支持部材２は、好ましくはフレーム１８の一
部として形成され、鉛直方向（矢印で示す）に昇降可能
とされる。ステータ８がダイボンダー１５のプラットフ
ォーム上に固定配置される一方で、フレーム１８は、支
持部材２の長手方向に対する左右水平方向に、典型的に
は２５０μｍ程度まで移動可能とされる。
は、とりわけ、図４に示すダイボンダー１５におけるピ
ックアンドプレイスシステムに適したものである。この
場合、搬器３は、半導体チップ１７を取上げ、搬送し、
載置するチップ把持装置を備えたボンドヘッド１６を移
動させる。支持部材２は、好ましくはフレーム１８の一
部として形成され、鉛直方向（矢印で示す）に昇降可能
とされる。ステータ８がダイボンダー１５のプラットフ
ォーム上に固定配置される一方で、フレーム１８は、支
持部材２の長手方向に対する左右水平方向に、典型的に
は２５０μｍ程度まで移動可能とされる。
【図１】 支持部材と搬器とを備えたリニアガイド、及
び搬器の駆動機構を示す斜視図である。
び搬器の駆動機構を示す斜視図である。
【図２】 支持部材及び搬器の断面図である。
【図３】 支持部材及び搬器の断面図である。
【図４】 ダイボンダーのピックアンドプレイスシステ
ムを示す正面図である。
ムを示す正面図である。
１ リニアガイド装置 ２ 支持部材 ３ 搬器 ４，５ 中空シリンダ（搬器の構成部材） ７ 隙間 ８ ステータ ９ アーマチュア １２ 加熱部材 １４ 移動部材（搬器の構成部材） １５ ダイボンダー
Claims (7)
- 【請求項１】 支持部材（２）と、該支持部材（２）上
を摺動する搬器（３）と、を備え、該搬器（３）と前記
支持部材（２）とは隙間（７）によって分離され、前記
隙間（７）には圧縮空気が供給可能とされているリニア
ガイド装置（１）において、 その温度が前記隙間（７）に影響を及ぼす前記支持部材
（２）及び／または前記搬器（３）の構成部材（４，
５；１４）の温度を所定の許容範囲に保持するために、
少なくとも１つの加熱部材（１２）が設けられているこ
とを特徴とするリニアガイド装置（１）。 - 【請求項２】 前記少なくとも１つの加熱部材（１２）
は前記支持部材（２）内に設けられていることを特徴と
する請求項１に記載のリニアガイド装置（１）。 - 【請求項３】 前記少なくとも１つの加熱部材（１２）
は前記搬器（３）内に設けられていることを特徴とする
請求項１に記載のリニアガイド装置（１）。 - 【請求項４】 前記少なくとも１つの加熱部材（１２）
は前記支持部材（２）内に設けられ、かつ少なくとも１
つのさらなる加熱部材（１２）が前記搬器（３）内に設
けられていることを特徴とする請求項１に記載のリニア
ガイド装置（１）。 - 【請求項５】 前記支持部材（２）の温度が既定値に制
御され、及び／または、その温度が前記隙間（７）に影
響を及ぼす前記搬器（３）の構成部材（４，５；１４）
の温度が既定値に制御されることを特徴とする請求項１
から４のいずれか１項に記載のリニアガイド装置
（１）。 - 【請求項６】 前記搬器（３）の駆動装置として、ステ
ータ（８）と電流供給可能なアーマチュア（９）とを備
えたリニアモータが設けられ、かつ前記アーマチュア
（９）は前記搬器（３）に剛体結合されていることを特
徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のリニア
ガイド装置（１）。 - 【請求項７】 請求項６に記載のリニアガイド装置
（１）を備えたピックアンドプレイスシステムを有する
ダイボンダー（１５）。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP00810296 | 2000-04-04 | ||
| EP00810296.4 | 2000-06-10 | ||
| EP20000112472 EP1143487A1 (de) | 2000-04-04 | 2000-06-10 | Linearführung mit einem Luftlager |
| EP00112472.6 | 2000-06-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001334931A true JP2001334931A (ja) | 2001-12-04 |
| JP2001334931A5 JP2001334931A5 (ja) | 2008-03-06 |
Family
ID=26071036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001076978A Pending JP2001334931A (ja) | 2000-04-04 | 2001-03-16 | 空気ベアリングを備えたリニアガイド装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1143487A1 (ja) |
| JP (1) | JP2001334931A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7048136B1 (ja) | 2021-11-01 | 2022-04-05 | 啓太 遠藤 | 運搬システム、及び運搬台車 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007007247B4 (de) * | 2007-02-14 | 2015-04-16 | Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gGmbH | Anordnung und Verfahren zur Verhinderung der Wärmeleitung zwischen einer Wärmequelle und einer temperatursensiblen Baugruppe |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62228963A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-07 | キヤノン株式会社 | 移動ステ−ジ |
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