JP2006332333A

JP2006332333A - アンプ装置

Info

Publication number: JP2006332333A
Application number: JP2005153929A
Authority: JP
Inventors: Masaya Nagasawa; 昌弥長沢
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2005-05-26
Filing date: 2005-05-26
Publication date: 2006-12-07

Abstract

【課題】運搬時および保守時の作業性に優れたアンプ装置を提供する。
【解決手段】アンプを備えた制御基板13を筐体12に内蔵してなる制御ユニット10と、前記制御ユニットが接続される電力供給ユニット11と、を有するアンプ装置であって、前記電力供給ユニットは、前記制御ユニットを挿抜可能に収納する収納室17と、前記制御基板に電力を供給する電源部18と、前記収納室に収納された前記制御ユニットと接触する放熱器19と、を有することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、モータ駆動用の制御回路等を内蔵するアンプ装置に関する。

従来から半導体露光装置のウエハステージおよびレチクルステージには複数のステージ駆動リニアモータが使用されており、各リニアモータには制御回路を内蔵したアンプ装置がそれぞれ別々に必要となる。そのため、半導体露光装置の近傍に複数のアンプ装置を配置する場合には、アンプ装置をラック等に収納して整理することが多い（特許文献１参照）。

特に、近年では半導体露光装置の精度向上のためにリニアモータの軸数が増加し、１台の露光装置に必要とされるアンプ装置の数は増加する傾向にある。また、リニアモータの大出力化に伴って、個々のアンプ装置も大型化、重量化する傾向にある。
特開平６−６９６７５号公報

しかし、アンプ装置単体の重量が増加すると、搬送時および設置時にフォークリフト等の設備や人手が必要となってアンプ装置の移動作業などが煩雑となる。特に、定期的なオーバーホールやモータ精度の向上などの目的でアンプ装置の制御回路を交換する場合においても、作業時にアンプ装置全体を移動させる必要が生じる点で効率化が求められていた。本発明は上記従来技術の欠点を除くためにされたものであり、その目的は、運搬時および保守時の作業性に優れたアンプ装置を提供することである。

第１の発明は、アンプを備えた制御基板を筐体に内蔵してなる制御ユニットと、前記制御ユニットが接続される電力供給ユニットと、を有するアンプ装置であって、前記電力供給ユニットは、前記制御ユニットを挿抜可能に収納する収納室と、前記制御基板に電力を供給する電源部と、前記収納室に収納された前記制御ユニットと接触する放熱器と、を有することを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、前記電力供給ユニットは、前記制御ユニットと前記放熱器とを密着させる放熱器移動機構をさらに有することを特徴とする。
第３の発明は、第１または第２の発明において、前記制御ユニットは、前記制御基板の電力供給線および信号出力に接続された第１コネクタをさらに有し、前記電力供給ユニットには、前記第１コネクタと係合する第２コネクタが前記収納室内に形成されてなることを特徴とする。

本発明のアンプ装置は、制御基板を内蔵した制御ユニットと、電源部および放熱器を内蔵した電力供給ユニットとを容易に分離でき、運搬時および保守時の作業性が向上する。

（第１実施形態の説明）
図１から図５は本発明の第１実施形態のアンプ装置を示す図である。第１実施形態のアンプ装置は、半導体露光装置のステージ駆動用リニアモータおよびホストコンピュータにそれぞれ接続され、ホストコンピュータの指示によりリニアモータへの供給電流を制御する役目を果たす（なお、リニアモータおよびホストコンピュータの図示は省略する）。

第１実施形態のアンプ装置は、制御ユニット１０と、該制御ユニット１０が着脱可能に接続される電力供給ユニット１１とから構成されている。
制御ユニット１０は、筐体１２と、制御基板１３とを有している。筐体１２の全体形状は直方体状に形成されており、その内部には制御基板１３が縦置きで配置されている。この筐体１２の材質は、例えば薄鋼板やアルミニウムなどの伝熱性の高い材質で形成されている。また、筐体１２の正面および背面にはそれぞれ通風口１２ａ、１２ｂが形成されており、筐体１２の内部に外気が流入するようになっている。また、筐体１２の背面側には、複数の端子を備えた第１コネクタ１４が配置されている。

制御基板１３は、リニアモータの巻線に駆動電流を供給するドライバ部と、駆動電流の増幅率を制御するアンプ部とを含む制御回路を構成し、基板上には電子回路を構成するための電子部品（１３ａ）が搭載されている。この制御基板１３の電力供給線および入出力信号線は第１コネクタ１４の各端子にそれぞれ接続されている。また、制御基板１３において特に発熱量の大きい電子部品１３ａは、シート状の絶縁材１５を介して筐体１２の内面にボルト１６で固定され、電子部品１３ａの熱が筐体１２に直接的に伝熱するようになっている（図４参照）。

一方、電力供給ユニット１１は、制御ユニット１０を挿抜可能に収納する収納室１７を有している。また、電力供給ユニット１１の内部には、制御ユニット１０を介してリニアモータに駆動電流を供給する電源部１８と、放熱器１９と、送風ファン２０とが配置されている。さらに、電力供給ユニット１１の正面には、後述の放熱器移動機構に接続されたレバー２１が配置されている。電力供給ユニット１１の正面および背面と、収納室１７の奥に位置する背面側内壁には通風口（２２、２３、２４）がそれぞれ形成されている。なお、送風ファン２０は、電力供給ユニットの背面側通風口２３の近傍に取り付けられている。

収納室１７は、電力供給ユニット１１の正面側に位置する開口部によって外部と連絡している。開口部の形状は制御ユニット１０の正面形状に対応し、また、収納室１７の内部は制御ユニット１０に対応する内部空間を形成している。そのため、収納室１７には開口部から制御ユニット１０を挿入することが可能である。なお、制御ユニット１０は背面側から収納室１７に挿入される。

また、収納室１７の背面側内壁には、制御ユニット１０の第１コネクタ１４との対応位置に第２コネクタ２５が配置されている。第２コネクタ２５は第１コネクタ１４と雄雌関係にある端子を有している。そして、収納室１７に制御ユニット１０を収納すると、第１コネクタ１４および第２コネクタ２５が係合して各端子間の電気的接続が確立することとなる。なお、第２コネクタ２５の信号入出力端子は主にホストコンピュータに接続されており、電力供給関連の端子は主にリニアモータや電源部１８などに接続されている。

また、放熱器１９は収納室１７の右側面近傍に配置されている。放熱器１９の一面は収納室１７の右側面の一部を構成し、この面が受熱面をなしている。一方、放熱器の受熱面の背面側は複数のフィン１９ａを備えた放熱面となっている。また、放熱器１９は、放熱器移動機構によってアンプ装置の左右方向に移動できるように構成されている。
図５は放熱器移動機構の構成の一例を説明する図である。放熱器移動機構は、一端がレバー２１に接続された移動桿２６と、伸縮やっとこからなる伸縮機構２７と、を有している。

伸縮機構２７は軸が平行な４個一組の回り対偶を複数有し、伸縮機構２７の各リンク２７ａは両端および中央が回転軸２７ｂにより回転可能に組み合わせられている。伸縮機構２７の一端側は放熱器１９に接続されている。一方、伸縮機構２７の他端側では、片方のリンク端部の回転軸２７ｂが移動桿２６に固定されている。そして、もう片方のリンク端部の回転軸２７ｂは電力供給ユニット１１内で固定されている。そのため、レバー２１の押し引きによる移動桿２６の前後運動によって、伸縮機構２７の他端側におけるリンク端部の相互間隔が変化するようになっている。

ここで、図５ｂに示すように、レバー２１が電力供給ユニット１１の内側に押し込まれると、伸縮機構２７のリンク２７ａの相互間隔が変化して伸縮機構２７の全長が伸びる。これにより、放熱器１９が収納室１７側に移動する。そして、収納室１７内に制御ユニット１０がある場合には制御ユニット１０の筐体右側面と放熱器１９の受熱面とが密着し、制御ユニット１０から放熱器１９への伝熱が効率的に行われるようになる。

一方、図５ａに示すように、レバー２１が電力供給ユニット１１の外側に引き出されると伸縮機構２７のリンクの相互間隔が変わって、伸縮機構２７が縮んで放熱器１９が収納室１７から離間する方向に移動する。したがって、制御ユニット１０を挿抜する場合には、レバー２１の操作によって放熱器１９が制御ユニット１０と干渉しないようにすることができる。

また、収納室１７に制御ユニット１０を収納した状態でアンプ装置を駆動させると、送風ファン２０の回転によりアンプ装置の正面側から背面側に向けて空気の流れが発生する（図３において空気の流れを矢印で示す）。このとき、制御ユニット１０の正面側通風口１２ａから流入する空気は、制御基板１３の熱を奪いつつ制御ユニット１０内を通過し、収納室１７の通風口２４から電力供給ユニット１１内に導かれる。一方、電力供給ユニット１１の正面側通風口２２から流入する空気は、電源部１８および放熱器１９の熱を奪って電力供給ユニット１１の背面側に導かれる。そして、これらの空気は送風ファン２０によって電力供給ユニット１１の背面側通風口２３から外部に排気されることとなる。

以下、第１実施形態のアンプ装置の作用および効果を説明する。
第１実施形態のアンプ装置では、制御基板１３を有する制御ユニット１０と、電源部１８および放熱器１９などを有する電源供給ユニット１１とが分離可能に構成されている。ここで、電源部１８や放熱器１９はリニアモータの出力に見合う大きさが必要となるので小型集積化が困難な一方で、制御ユニット１０を小型集積化することは比較的容易である。また、制御ユニット１０の回路部分は電源部１８や放熱器１９と比べて耐用年数が短いことが多い。したがって、定期的なオーバーホールやモータ精度の向上などの目的でアンプ装置の制御回路を交換する場合、作業者は小型集積化された制御ユニットのみを移動、交換させればよいので、運搬時および保守時の作業性が著しく向上する。

また、第１実施形態のアンプ装置では、制御ユニット１０内の空気の流れと、制御ユニット１０に接触する放熱器１９とによって制御基板１３の発熱を効率的に放散して、アンプ装置の動作安定性や寿命などを向上させることができる。
（第２実施形態の説明）
図６は、第２実施形態のアンプ装置の図である。第２実施形態は第１実施形態の変形例であって、電源供給ユニット１１に複数の収納室１７を形成し、１つの電源供給ユニット１１に複数の制御ユニット１０を接続可能としたものである。なお、第２実施形態の制御ユニット１０の構成は第１実施形態と共通であり、電源供給ユニット１１の構成もほぼ共通することから同一符号を付して細部の説明は省略する。

この第２実施形態のアンプ装置は第１実施形態と共通の効果に加え、複数の制御ユニット１０に対して電源部１８や送風ファン２０などを共用してアンプ装置全体の構成をよりコンパクトにすることができる。
（実施形態の補足事項）
以上、本発明を上記の実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような形態であってもよい。

（１）本発明のアンプ装置の用途は、半導体露光装置のステージ駆動用モータに限定されることはない。
（２）本発明の放熱器移動機構は上記実施形態の構成に限定されることはない。例えば、放熱器を収納室の内側へ付勢するバネと、挿抜時に制御ユニットから放熱器を離間させる移動手段（例えば、放熱器に接続したレバーで移動させる構成など）とで放熱器移動機構を構成するようにしてもよい（図示を省略する）。

（３）上記実施形態のアンプ装置において、放熱器の受熱面にペルチェ素子を配置したり、放熱器に液冷配管を内蔵するなどして、放熱器による冷却効率をより高めるようにしてもよい（いずれも図示を省略する）。
（４）上記実施形態のアンプ装置において、制御ユニットの右側面に凹部を設け、放熱器の受熱面に凹部と嵌合する凸部を形成し、制御ユニットの凹部と放熱器の凸部とを放熱器移動機構で嵌合させてインターロック機構を構成するようにしてもよい（図示を省略する）。

第１実施形態のアンプ装置を示す斜視図制御ユニットおよび電源供給ユニットの分離状態における断面図制御ユニットおよび電源供給ユニットの接続状態における断面図制御ユニット内における電子部品と筐体との取付状態を示す図放熱器移動機構の構成を示す概要図第２実施形態のアンプ装置を示す斜視図

符号の説明

１０…制御ユニット、１１…電力供給ユニット、１２…筐体、１３…制御基板、１４…第１コネクタ、１７…収納室、１８…電源部、１９…放熱器、２５…第２コネクタ、２６…移動桿、２７…伸縮機構

Claims

アンプを備えた制御基板を筐体に内蔵してなる制御ユニットと、前記制御ユニットが接続される電力供給ユニットと、を有するアンプ装置であって、
前記電力供給ユニットは、前記制御ユニットを挿抜可能に収納する収納室と、前記制御基板に電力を供給する電源部と、前記収納室に収納された前記制御ユニットと接触する放熱器と、を有することを特徴とするアンプ装置。
前記電力供給ユニットは、前記制御ユニットと前記放熱器とを密着させる放熱器移動機構をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のアンプ装置。
前記制御ユニットは、前記制御基板の電力供給線および信号出力に接続された第１コネクタをさらに有し、
前記電力供給ユニットには、前記第１コネクタと係合する第２コネクタが前記収納室内に形成されてなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアンプ装置。