JP2014056979A

JP2014056979A - 水平軸駆動機構、２軸駆動機構及びダイボンダ

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Publication number: JP2014056979A
Application number: JP2012201729A
Authority: JP
Inventors: Yoshihide Ishii; 良英石井; Masayuki Mochizuki; 政幸望月
Original assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Instruments Co Ltd
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2014-03-27
Also published as: KR20140035230A; KR101464864B1; US20140074280A1; TW201410379A; CN103681408A

Abstract

【課題】軽量で振動を低減でき高速化を図れるリニアモータの水平軸駆動部を提供し、叉水平軸の振動を低減でき、しかも昇降軸の高速化を実現できる昇降(Ｚ)軸を含む２軸駆動機構及びそれを用いたダイボンダを提供する。
【解決手段】第１の固定部と、負荷部を固定し、負荷部を水平方向に移動させる第１の可動部と第１の固定部とを備える第１のリニアモータと、前記第１の固定部を支持する支持体６２ｄと、前記支持体６２ｄと前記第１の固定部と間に設けられ、前記第１の固定部を移動させる第１のリニアガイドと、前記支持体６２ｄに回転可能に支持された回転体１０１と、前記第１の固定部の前記水平方向の移動を前記回転体１０１の回転に変換する変換手段とを備える回転変換型カウンタ１００Ａと、前記第１の可動部の前記水平方向の位置を制御する制御部とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、水平軸駆動機構、昇降軸を含む２軸駆動機構及びダイボンダに関する。

半導体製造装置の一つに半導体チップ(ダイ)をリードフレームなどの基板にボンディングするダイボンダがある。ダイボンダでは、ボンディングヘッドでダイを真空吸着し、高速で上昇し、水平移動し、下降して基板に実装する。その場合、上昇、下降させるのが昇降(Ｚ)駆動部である。

昨今、ダイボンダの高精度、高速化の要求が高く、特にボンディングの心臓部であるボンディングヘッドの高速化の要求が高い。
一般的に装置を高速化すると、高速移動物体による振動が大きくなり、この振動によって装置が目的とする精度を得るのが困難になる。

この要求に答える技術として、特許文献１に記載のものがある。特許文献１は、ダイボンダなどの半導体製造装置の駆動部としてリニアモータを用い、永久磁石とコイル側を反対方向に移動させ、振動を低減すると共に、ダンパで永久磁石側を元の位置に戻す技術を開示している。

特開２０００−３９２０号公報

図１０に示すように、リニアモータは可動子（コイル）と固定子で構成されており、固定子上にはモータの進行方向にＳ極Ｎ極の永久磁石が交互に取り付けられている。可動子は固定子上の磁石に合わせて位相を変化させて駆動する。この位相の制御は、ベース上に取り付けたリニアスケールのエンコーダカウントによって行っている。

しかしながら、移動する固定子をカウンタウェイトとして利用している為、リニアスケールとの位置が変化することで、可動子の位相と固定子上の磁石に位相ズレδが生じ、モータの推進力Ｆ１が低下してしまう。図１１は、位相ズレδと推進力Ｆの関係の一例を示す図である。推進力Ｆは位相ズレδに対して直線的に低下していく。条件は様々な要件で異なるが、図１１に示す例では、モータの制御性を考慮し、許容できる推力低下は１０〜３０%までとなり、その時の位相ズレ、即ちカウンタ部の移動限界距離は数ｍｍ以内となる。後述するように、カウンタ部の移動限界距離数ｍｍ以内に収めるためには、カウンタウェイトとしての固定子側の質量は非常に大きなものになってしまい、装置自体も大型化し実用的でない。また、特許文献1のようにダンパでは、上記の例のような数ｍｍ範囲内に位相ズレを納めることができない。また、特許文献１には上述した位相ズレに対する認識もない。

また、特許文献１は、平面における駆動部にリニアモータを用いる技術を開示しているが、昇降軸にもリニアモータを用いる２軸駆動機構において、高速化及び振動の低減できる技術の開示はない。単に、リニアモータ駆動を採用すると、図９に示すように、Ｚ軸駆動のＺ軸リニアモータの固定子及び可動子が共に水平、例えば、後述するＹ方向のＹ軸駆動部の負荷なってしまう。Ｙ軸駆動部のトルクを大きくすると消費電力や振動が大きくなり、Ｚ軸駆動のリニアモータの固定子及び可動子の重量を小さくすると、Ｚ軸のトルクが小さくなってしまい、所定の高速化を実現できない。

従って、本発明の第１の目的は、軽量で振動を低減でき高速化を図れるリニアモータの水平(Ｙ)軸駆動部を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、水平軸の振動を低減でき、しかも昇降軸の高速化を実現できる昇降(Ｚ)軸を含む２軸駆動機構及びそれを用いたダイボンダを提供することにある。

本発明は、上記の目的を達成するために、少なくとも以下の特徴を有する。
本発明は、第１の固定部と、負荷部を固定し、前記負荷部を水平方向に移動させる第１の可動部とを備える第１のリニアモータと、前記第１の固定部を支持する支持体と、前記支持体と前記第１の固定部と間に設けられ、前記第１の固定部を移動させる第１のリニアガイドと、前記支持体に回転可能に支持された回転体と、前記第１の固定部の前記水平方向の移動を前記回転体の回転に変換する変換手段とを備える回転変換型カウンタと、前記支持体に対する前記第１の可動部の前記水平方向の位置を検出するリニアセンサと、前記リニアセンサの出力に基づいて、前記第１の可動部の前記水平方向の位置を制御する制御部と、を備える水平軸駆動機構である。

また、本発明は、上記水平軸駆動機構と、処理部と、前記処理部を第２のリニアガイドに沿って昇降する第２の可動部と、前記支持体に固定された第２の固定部とを備える第２のリニアモータと、前記第１の可動部と前記第２の可動部とを、前記第１のリニアガイドを介して直接的又は間接的に連結する連結部と、前記第１の可動部、前記第２の可動部及び前記連結部を一体となって前記水平方向に移動させる第３のリニアガイドと、前記第２の可動部と一体になって前記水平方向に移動する部分を負荷とする前記負荷部と、を備える２軸駆動機構である。

さらに、本発明は、上記２軸駆動機構を備え、前記処理部によって基板に処理するダイボンダである。

本発明によれば、軽量で振動を低減でき高速化を図れるリニアモータの水平(Ｙ)軸駆動部構成を有するＹ(水平)軸駆動部を提供できる。

また、本発明によれば、水平軸の振動を低減でき、しかも昇降軸の高速化を実現できる昇降(Ｚ)軸を含む２軸駆動機構及びそれを用いたダイボンダを提供できる。

本発明の一実施形態であるダイボンダを上から見た概念図である。図１に示したＤ−Ｄ断面図で、Ｙ軸駆動機構の第１の実施例の構成と、Ｙ軸駆動機構に適用する回転変換型カウンタの第１の実施例の原理を説明する図である。回転変換型カウンタの第２の実施例を備えるＹ軸駆動機構の第２の実施例を示す図である。ボンディングヘッドが存在する図１に示す位置おけるＺＹ軸駆動部のＡ−Ａ断面図である。図４に示すＺＹ軸駆動部を矢印Ｃの方向から見た矢視図である。図７におけるＥ−Ｅ断面図を示す図で、図７に示す矢印Ｆの方から見た矢視図である。図６において、矢印Ｇの方向から見たＹ軸駆動機構を示す図である。ＺＹ軸駆動部の第２の実施形態に、図２に示す基本的な構造を有する回転変換型カウンタの第４の実施例を適用した例を示した図である。Ｚ軸を有するリニアモータの２軸駆動機構の従来技術を示す図である。リニアモータ駆動の問題点を示す図である。位相ズレδと推進力Ｆの関係の一例を示す図である。主駆動部に搭載されるボンディングヘッド等及びカウンタ部のそれぞれの動作パターンを示す図である。

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態であるダイボンダ１０を上から見た概念図である。ダイボンダは大別してウェハ供給部１と、ワーク供給・搬送部２と、ダイボンディング部３と、これらの状態を監視し、制御する制御部７とを有する。

ウェハ供給部１は、ウェハカセットリフタ１１とピックアップ装置１２とを有する。ウェハカセットリフタ１１はウェハリングが充填されたウェハカセット(図示せず）を有し，順次ウェハリングをピックアップ装置１２に供給する。ピックアップ装置１２は、所望するダイをウェハリングからピックアップできるように、ウェハリングを移動する。

ワーク供給・搬送部２はスタックローダ２１と、フレームフィーダ２２と、アンローダ２３とを有し、ワーク（リードフレーム等の基板）を矢印方向に搬送する。スタックローダ２１は、ダイを接着するワークをフレームフィーダ２２に供給する。フレームフィーダ２２は、ワークをフレームフィーダ２２上の２箇所の処理位置を介してアンローダ２３に搬送する。アンローダ２３は、搬送されたワークを保管する。
ダイボンディング部３はプリフォーム部(ダイペースト塗布装置)３１とボンディングヘッド部３２とを有する。プリフォーム部３１はフレームフィーダ２２により搬送されてきたワーク、例えばリードフレームにニードルでダイ接着剤を塗布する。ボンディングヘッド部３２は、ピックアップ装置１２からダイをピックアップして上昇し、ダイをフレームフィーダ２２上のボンディングポイントまで移動させる。そして、ボンディングヘッド部３２はボンディングポイントでダイを下降させ、ダイ接着剤が塗布されたワーク上にダイをボンディングする。

ボンディングヘッド部３２は、ボンディングヘッド３５(図２参照)をＺ(高さ)方向に昇降させ、Ｙ方向に移動させるＺＹ軸駆動部６０と、Ｘ方向に移動させＸ駆動部７０とを有する。ＺＹ軸駆動部６０は、Ｙ方向、即ちボンディングヘッドをピックアップ装置１２内のピックアップ位置とボンディングポイントとの間を往復するＹ軸駆動部４０と、ダイをウェハからピックアップする又は基板にボンディングするために昇降させるＺ駆動部５０とを有する。Ｘ駆動部７０は、ＺＹ軸駆動部６０全体を、ワークを搬送する方向であるＸ方向に移動させる。Ｘ駆動部７０は、ボールネジをサーボモータで駆動する構成でもよいし、ＺＹ軸駆動部６０の構成で説明するリニアモータで駆動する構成でもよい。

まず、図１０に示すリニアモータにように、固定子側を振動や位相ズレを低減するカウンタ機構とする問題点を詳細に説明する。図１０では、リニアガイドＬＧに固定されたリニアモータ固定子ＬＫをカウンタ部として利用する。動作原理は、主駆動部(可動子)の駆動力Ｆ_１の同じ大きさの反力によって、カウンタ部を主駆動部の反対方向に運動させ、振動の原因とる主駆動部の反作用を吸収することで振動を低減するものである。

このようなカウンタ機構において、それぞれの接触面が十分滑らかであると仮定すると、主駆動部(可動子)ＬＳとカウンタ部の運動の関係式は、

となる。ただし、Ｍ_１：主駆動部質量、ａ_１：主駆動部加速度、ａ_２：カウンタ部加速度、Ｍ_２：カウンタ部質量である。このカウンタ機構では、テーブル仕様により主駆動部質量Ｍ_１、主駆動部加速度ａ_１が決定された場合、カウンタ部加速度ａ_２はカウンタ部質量Ｍ_２でのみ制御可能である。

次に、課題で論じたカウンタ部質量Ｍ_２について、図１２に示すケースについて検討する。図１２の上図は、リニアモータＬＭによって駆動される主駆動部に搭載されるボンディングヘッド等の動作パターンを、図１２の下図は、カウンタウェイトとして振動を低減するために反作用として駆動されるカウンタ部の動作パターンを示す。

この運転パターンのとき、カウンタ部の移動限界距離をＬｍとすると、関係式（１）よりカウンタ部の移動限界距離とカウンタ部質量Ｍ_２の関係は次式になる。

式(２)に図１３に示す諸値を入力すると、Ｌｍ＝数ｍｍ以内に収めるには、カウンタ部質量Ｍ_２は２５０〜５００ｋｇとなる。これではカウンタ部質量Ｍ_２が大きく実機搭載が不可能である。

これを解決するために、本願発明では、式(３)に示すように、振動の原因となる主駆動部の反力Ｆ_１の直線運動エネルギーを他の運動エネルギーに変換し、カウンタ部の質量Ｍ_２の低減を図る。

他の運動エネルギーとしては回転運動エネルギー、バネ等の弾性エネルギー、ダンパ等の熱エネルギー等があるが、本願発明では、ｍｍ単位で設定されるカウンタ部の移動限界距離を可能とする回転エネルギーを用いる。

図２は、図１に示したＤ−Ｄ断面図で、Ｙ軸駆動機構４０Ｋの第１の実施例４０ＫＡの構成と、Ｙ軸駆動機構に適用する回転エネルギー変換型カウンタ (以下、単に回転変換型カウンタという)１００の第１の実施例１００Ａの原理を説明する図である。

Ｙ軸駆動機構４０ＫＡは、負荷部となるボンディングヘッド３５などの処理部をＹ方向に移動させるＹ軸駆動部４０と、回転変換型カウンタ１００を備える。
Ｙ軸駆動部４０は、固定磁石部４７を有する逆コの字状(図４参照)のＹ軸固定部４２と、Ｙ軸固定部とＹ軸駆動部支持体６２ｄとの間に設けられ、Ｙ軸固定部４２をＹ方向に移動可能するＹ軸固定部リニアガイド４８とを備える。固定磁石部４７は、Ｎ極とＳ極の永久磁石が交互にＹ方向に多数配列された上下の固定磁石部４７ｕ、４７ｄを備える。リニアガイド４８は、Ｙ軸駆動部支持体６２ｄに設けられたリニアレール４８ａと、Ｙ軸固定部４２に固定され、リニアレール４８ａ上を移動する複数のリニアスライダ４８ｂとを備える。
また、Ｙ軸駆動部４０は、前記配列方向に少なくとも１組のＮ極とＳ極の電磁石を有し、逆コの字状の凹部４２ｄに挿入され凹部内を移動する可動子を有するＹ軸可動部４１と備える。Ｙ軸可動部４１には、負荷部として連結部６１が接続され、連結部は処理部に繋がっている。

一方、回転変換型カウンタ１００Ａは、Ｙ軸駆動部支持体６２ｄの一方の端部に設けられている。回転変換型カウンタ１００Ａは、後述する慣性モーメントを齎す慣性モーメントと、Ｙ軸駆動部支持体６２ｄの水平方向の移動を前記回転体の回転に変換する変換手段とを備える。変換手段は、一端側がナット１０４と嵌め合い、他端側に回転中心が回転体の回転中心と一致するように固定された回転体１０１を有するボールネジ１０５を有する。ボールネジ１０５は、他端側のネジが切られていない平坦部１０５aに設けられたベアリング１０３とナット支持部１０６に固定されたナット１０３とで回転可能に支持されている。ベアリング１０３は、駆動部支持体６２ｄに固定された回転体支持体１０２の前記平坦部１０５ａの貫通部に設けられている。ナット支持部１０６はＹ軸固定部４２に固定されている。

このような構成によって、主駆動部を構成するＹ軸可動部４１が加速度ａ_１をもって矢印方向に移動すると、反対方向にカウンタ部を構成するＹ軸固定部４２に反力Ｆ_１が発生する。この反力Ｆ_１によって、Ｙ軸固定部４２を反対方向に移動させると共に、ボールネジ１０５を介して回転体１０１を回転させる。なお、ボールネジ１０５は直接回転体に接続するのでなく、歯車やプーリ等を介して回転体１０１に回転を伝達してもよい。

Ｙ軸固定部４２(カウンタ部)のみ行う直動型ではカウンタ部が受けた反力Ｆ_１はＹ軸固定部４２(カウンタ部)の質量Ｍ_２のみで受けていたが、回転変換型ではカウンタ部質量Ｍ_２と回転体の慣性モーメントＩによって受けることになり、カウンタ部質量を小さくすることが可能である。

この機構において、主駆動部とカウンタ部の関係は次式で表すことができる。

ここで、Ｉはボールネジを考慮した回転体慣性モーメントである。図２における主駆動部質量Ｍ_１は、Ｙ軸可動部４１、支持体６１及び支持体６１と一体に動く部分の質量の総和となる。一方、カウンタ部質量は、Ｙ軸固定部４２と一体になって動く、回転体１０１、ボールネジ１０５、ナット１０４及びリニアスライダ４８ｂ等の破線で示したカウンタ部の総質量となる。

図３は、回転変換型カウンタ１００の第２の実施例１００Ｂを備えるＹ軸駆動機構４０Ｋの第２の実施例４０ＫＢを示す図である。
Ｙ軸駆動機構４０Ｋの実施例２の実施例１と異なる点は、回転変換型カウンタであり、Ｙ軸駆動部は実施例１と同じである。回転変換型カウンタ１００Ｂは、変換手段としてボールネジ１０５の替わりにリンク２０３を用いて、Ｙ軸固定部４２の直線動作を回転体２０１に回転動作に変換している。回転体２０１は、紙面と平行になるように駆動部支持体６２ｄに固定され回転体２０１を回転可能に支持する回転体支持体２０２に回転可能に支持されている。

回転変換型カウンタの実施例２においても実施例１と同じ効果を奏することができる。

次に、図１に示すＺＹ軸駆動部６０の第1の実施形態６０Ｃを、図を用いて説明する。まず、図４、図５を用いてＺＹ軸駆動部６０Ｃの構成、動作を説明する。図４は、ボンディングヘッド３５が存在する図１に示す位置おける、ＺＹ軸駆動部６０ＣのＡ−Ａ断面図である。図５は、図４に示すＺＹ軸駆動部６０Ｃを矢印Ｃの方向から見た矢視図である。

第１の実施形態であるＺＹ軸駆動部６０Ｃは、Ｙ軸駆動部４０Ｃと、Ｚ駆動部５０Ｃと、Ｙ軸駆動部４０ＣのＹ軸可動部４１とＺ駆動部５０のＺ軸可動部５１とを連結する連結部６１と、これら全体を支える横Ｌ字状の支持体６２とを備える。Ｚ駆動部５０Ｃは、処理部であるボンディングヘッド３５と、ボンディングヘッド３５をＺ軸中心に回転させる回転駆動部８０とを備える。なお、以下の説明を分かり易くするために、図４、図５において、Ｙ軸可動部４１、Ｚ軸可動部５１及び連結部６１を一体になって移動する部分を白抜きで、その他の支持体６２に固定されている部分は斜線で示している。また、支持体６２は上部支持体６２ａと、側部支持体６２ｂと、下部支持体６２ｃと、Ｙ軸駆動部支持体６２ｄとを有する。

Ｙ軸駆動部４０Ｃは、図２に示すＹ軸駆動部４０と同一構造を有している。即ち、Ｙ軸駆動部４０Ｃは、Ｎ極とＳ極の永久磁石を多数配列した上下の固定磁石部４７(４７ｕ、４７ｄ)を有する逆コの字状のＹ軸固定部４２と、Ｙ軸固定部４２をＹ方向に移動可能するＹ軸固定部リニアガイド４８とを有する。Ｙ軸固定部リニアガイド４８は、Ｙ軸固定部とＹ軸駆動部支持体６２ｄとの間に設けられている。
また、Ｙ軸駆動部４０Ｃは、前記配列方向に少なくとも１組のＮ極とＳ極の電磁石を有し、逆コの字状の凹部に挿入され凹部内を移動するＹ軸可動部４１と、Ｙ軸可動部４１のＹ方向の位置を検出するリニアスセンサ７１とを備える。リニアスセンサ７１は、Ｙ軸可動部４１と共に動く、後述するボンディングヘッド３５のＹ方向の位置を検出し、Ｙ軸可動部４１の位置を検出する。Ｙ軸駆動部４０Ｃは、Ｙ軸可動部４１を支持する連結部６１に固定され、連結部と下部の支持体６２ｃとの間に設けられたＹ軸リニアガイド４３を備えるＹ軸ガイド部４４によって、安定してＹ軸可動部４１をＹ方向に移動できる。

Ｙ軸固定部４２は、Ｙ軸可動部４１が所定の範囲移動できるように図１の破線で示すＹ軸駆動部４０略全域に亘って設けられている。また、Ｙ軸固定部リニアガイド４８、Ｙ軸リニアガイド４３は、それぞれ、Ｙ方向に伸びる２つのリニアレール４８ａ、４３ａとリニアレール上を移動するリニアスライダ４８ｂ、４３ｂを有する。リニアセンサ７１は、図４に示すように、Ｙ軸駆動部４０略全域に亘って設けられたスケール７１ｓと、Ｙ軸ガイド部４４に固定され、Ｙ方向に移動する光学検出部７１ｈとを有する。Ｙ方向への目的位置への移動制御は、リニアセンサ７１の出力に基づいて、位置制御又は速度制御などで行なうことができる。この制御は、本実施形態では制御部７で行う。

本実施形態では、Ｙ軸固定部リニアガイド４８をＹ軸リニアガイド４３とは別に設けた。しかし、それぞれのリニアスライダ４８ｂ、４３ｂが互いに干渉しないように設けることで、Ｙ軸リニアガイド４３でＹ軸固定部リニアガイド４８を兼用させてもよい。

Ｚ駆動部５０Ｃは、逆Ｕの字状のＺ軸固定部５２と、逆Ｕの字状の凹部に挿入され凹部内を移動するＺ軸可動部５１と、Ｚ軸可動部５１の昇降をガイドするＺ軸リニアガイド５３とを備える。Ｚ軸固定部５２は、Ｙ軸駆動部４０Ｃと同様に、Ｎ極とＳ極の電磁石が交互にＺ方向に多数配列された左右の固定磁石部５７(５７ｈ、５７ｍ)を備える。Ｚ軸可動部５１は、Ｚ軸固定部５２の配列方向に少なくとも１組のＮ極とＳ極の電磁石を上部に有し、逆Ｕの字状の凹部に挿入され凹部内を移動する。Ｚ軸リニアガイド５３は、Ｚ軸可動部５１と連結部６１との間に設けられ、連結部６１に固定されＺ方向に伸びる２つのリニアレール５３ａとＺ軸可動部５１に固定されリニアレール上を移動するリニアスライダ５３ｂとを備える。

Ｚ軸可動部５１は連結部６１を介してＹ軸可動部４１と繋がっており、Ｙ軸可動部４１がＹ方向に移動するとＺ軸可動部５１も共にＹ方向に移動する。そして移動先の所定の位置でＺ軸可動部５１(ボンディングヘッド３５)を昇降させる。

ボンディングヘッド３５は、Ｚ軸可動部５１の先端に回転駆動部８０によって歯車３５ｂを介して回転可能に設けられ、自身先端にダイ吸着用のコレット３５ａを有している。また、回転駆動部８０は、Ｚ軸可動部５１に固定されたモータ８１で歯車８２、３５ｂを介してボンディングヘッド３５の回転姿勢を制御する。

次に、図６、図７に用いて、Ｙ軸駆動部６０Ｃにおける回転変換型カウンタ１００の第３の実施例１００Ｃについて説明する。図６は、図７におけるＥ−Ｅ断面図を示す図で、図７に示す矢印Ｆの方から見た矢視図である。図７は、図６において、矢印Ｇの方向から見たＹ軸駆動機構４０ＫＣを示す図である。Ｙ駆動部４０Ｃは、図４及び図５と同じであるので説明は省略する。

回転変換型カウンタ１００Ｃは、基本的には図２と同じである。異なる点は、回転変換型カウンタ１００Ｃのナット支持部１０６がＹ軸駆動部４０Ｃに対してＺ軸駆動部５０Ｃの反対側でＹ軸固定部４２に固定されている点である。それ故、図７に示すように、図６で示したナット１０４、ボールネジ１０５のネジ側先端部及びナット支持部１０６は、Ｙ軸固定部４２に隠れて示されていない。

勿論、図２に示すようにＹ軸固定部４２の上部側に設けても良い。また、図３に示す回転変換型カウンタ１００Ａのように、Ｙ軸固定部４２の側部とカウンタ回転体支持体１０２との距離をとり、図２の回転変換型カウンタ１００Ａを下げて、Ｙ軸固定部４２の延長上に設けてもよい。

ＺＹ軸駆動部６０の第1の実施形態６０Ｃでは、主駆動部質量Ｍ_１は、Ｙ軸可動部４１と一体になって移動する図４に示す白枠で示した部分の総質量となる。一方、カウンタ部質量Ｍ_２は、図２で説明したように、Ｙ軸固定部４２と、Ｙ軸固定部４２と一体になって動く、回転体１０１、ボールネジ１０５、ナット１０４及びリニアスライダ４８ｂ等の総質量となる。

以上、説明したＺＹ軸駆動部６０Ｃによれば、回転変換型カウンタを設けることで、位相ズレをカウンタ部の移動範囲内に収めることができ、リニアモータの推進力を確保でき、カウンタ部質量を低減でき、Ｙ方向に高速に移動できる。

図８は、ＺＹ軸駆動部６０の第２の実施形態であるＺＹ軸駆動部６０Ｄに、図２に示す基本的な構造を有する回転変換型カウンタの第４の実施例１００Ｄを適用した例を示す。また、図８は、第１の実施形態であるＺＹ軸駆動部６０Ｃの図６に対応する図である。図８において基本的にはＺＹ軸駆動部６０Ｃ及び回転変換型カウンタ１００Ａと同じ構成又は機能を有するものは、図４と同じ符号を付している。

まず、ＺＹ軸駆動部６０Ｄを説明し、その後回転変換型カウンタ１００Ｄを説明する。
ＺＹ軸駆動部６０の第１の実施形態であるＺＹ軸駆動部６０Ｃと異なる点は、第１に、Ｙ軸固定部４２をＺ方向に長いＩ字状にし、Ｙ軸可動部４１をＹ軸固定部４２に平行に設けた点である。第２に、Ｙ軸の固定磁石部を片側の４７のみとした点である。第３に、Ｙ軸可動部４１を固定するために連結部６１との間にＹ軸可動部固定部４５を設けた点である。第４に、側部支持体６２ｂを短くし、その片側に、Ｙ軸固定部４２を移動可能にするＹ軸固定部リニアガイド４８を設けた点である。

第５に、Ｙ軸可動部４１のＹ方向の移動を可能とするＹ軸リニアガイド４３を支持するＹ軸ガイド部４４が、下部支持体６２ｃから上部支持体６２ａに移動している点である。第６に、Ｚ軸固定部５２がＵ字状からＩ字状にし、固定磁石部５７ｈ、５７ｍが片側の固定磁石部５７のみとなっている点である。第７に、Ｙ方向の移動時の可動一体部の左右の揺れを防止するために、側部支持体６２ｂと連結部６１との間にリニアガイド４６を設けた点である。

なお、このような移動を安定させるリニアガイド４６を第１の実施形態において、Ｙ軸固定部４２又はＺ軸固定部５２と連結部６１との間に設けてもよい。また、上記のように、第２の実施形態は、第１の実施形態と様々な点で異なっているが、連動する異なる点もあるが、全てを異なわせる必要はない。
その他の点は第１の実施形態であるＺＹ軸駆動部６０Ｃと同じである。

一方、回転変換型カウンタ１００Ｄの回転変換型カウンタ１００Ａと異なる点は、Ｉ字状のＹ軸固定部４２の上に設けている点である。より具体的には、図２に示すナット支持部１０６をＩ字状のＹ軸固定部４２の上部に固定し、回転体支持体１０２を上部支持体６２ａ又は側部支持体６２ｂに固定している点である。その他の基本的な点は、回転変換型カウンタ１００Ａと同じである。

ＺＹ軸駆動部６０の第２の実施形態６０Ｄでは、主駆動部質量Ｍ_１は、構造は異なるが、ＺＹ軸駆動部６０Ｃ同様に、Ｙ軸可動部４１と一体になって移動する図８に示す白枠で示した部分の総質量となる。一方、カウンタ部質量Ｍ_２は、図２で説明したように、Ｙ軸固定部４２と、Ｙ軸固定部４２と一体になって動く、回転体１０１、ボールネジ１０５、ナット１０４及びリニアスライダ４８ｂ等の総質量となる。

以上、説明したＺＹ軸駆動部６０Ｄによれば、回転変換型カウンタを設けることで、位相ズレをカウンタ部の移動範囲内に収めることができ、リニアモータに推進力を確保でき、カウンタ部質量を低減でき、Ｙ方向に高速に移動できる。

以上説明したＺＹ軸駆動部６０の実施形態６０Ｄでは、回転変換型カウンタとして図２のタイプの実施例を用いたが、図３に示すタイプの実施例も同様に適用できる。勿論、Ｙ軸駆動部の移動によって回転体を回転させる方法が種々考えられる。それらの方法もＺＹ軸駆動部６０の実施形態に適用してもよい。

以上説明した回転変換型カウンタの実施例によれば、軽量で振動を低減でき高速化を図れるリニアモータのＹ(水平)軸駆動部構成を有するＹ(水平)軸駆動部を提供できる。

以上説明した回転変換型カウンタの実施例又はＺＹ軸駆動部の実施形態によれば、昇降軸の高速化を実現でき、しかもＹ(水平)軸振動を低減でき、Ｚ(昇降)軸を含む２軸駆動機構及びそれを用いたダイボンダを提供できる。

以上のように本発明の実施例又は実施形態について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

１：ウェハ供給部２：ワーク供給・搬送部
３：ダイボンディング部７：制御部
１０：ダイボンダ３１：プリフォーム部
３２：ボンディングヘッド部３５：ボンディングヘッド
４０Ｋ、４０ＫＡ、４０ＫＡ：Ｙ軸駆動機構
４０：Ｙ軸駆動部４１：Ｙ軸可動部
４２：Ｙ軸固定部４３：Ｙ軸リニアガイド
４４：Ｙ軸ガイド部４５：Ｙ軸可動部固定部
４６：リニアガイド４７、４７ｄ、４７ｕ：固定磁石部
４８：Ｙ軸固定部リニアガイド５０：Ｚ駆動部
５１：Ｚ軸可動部５２：Ｚ軸固定部
５３：Ｚ軸リニアガイド５７、５７ｈ、５７ｍ：固定磁石部
６０、６０Ｃ、６０Ｄ：ＺＹ軸駆動部６１：連結部
６２、６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ：支持体
７０：Ｘ駆動部７１：リニアセンサ
１００，１００Ａ乃至１００Ｄ：回転変換型カウンタ
１０１、２０１：回転体１０２、２０２：回転体支持体
１０３：ベアリング１０４：ナット
１０５：ボールネジ１０６：ナット支持部
２０３：リンク

Claims

第１の固定部と、負荷部を固定し、前記負荷部を水平方向に移動させる第１の可動部とを備える第１のリニアモータと、
前記第１の固定部を支持する支持体と、
前記支持体と前記第１の固定部と間に設けられ、前記第１の固定部を移動させる第１のリニアガイドと、
前記支持体に回転可能に支持された回転体と、前記第１の固定部の前記水平方向の移動を前記回転体の回転に変換する変換手段とを備える回転変換型カウンタと、
前記支持体に対する前記第１の可動部の前記水平方向の位置を検出するリニアセンサと、
前記リニアセンサの出力に基づいて、前記第１の可動部の前記水平方向の位置を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする水平軸駆動機構。
請求項１記載の水平軸駆動機構において、
前記変換手段は、前記第１の固定部に固定されたナットと、前記ナットに嵌め合い、一端が前記回転体に接続したボールネジを備える、
ことを特徴とする水平軸駆動機構。
請求項２記載の水平軸駆動機構において、
前記接続は、前記回転体の回転中心への固定接続である、
ことを特徴とする水平軸駆動機構。
請求項１記載の水平軸駆動機構において、
前記変換手段は、一端が前記第１の固定部に、他端が前記回転体の周辺部にそれぞれ回転可能に接続されたリンクを備える、
ことを特徴とする水平軸駆動機構。
請求項１乃至４のいずれかに記載の水平軸駆動機構において、
前記回転変換型カウンタは、前記支持体の端部に設けられた、
ことを特徴とする水平軸駆動機構。
請求項１乃至５のいずれかに記載の水平軸駆動機構と、
処理部と、
前記処理部を第２のリニアガイドに沿って昇降する第２の可動部と、前記支持体に固定された第２の固定部とを備える第２のリニアモータと、
前記第１の可動部と前記第２の可動部とを、前記第１のリニアガイドを介して直接的又は間接的に連結する連結部と、前記第１の可動部、前記第２の可動部及び前記連結部を一体となって前記水平方向に移動させる第３のリニアガイドと、
前記第２の可動部と一体になって前記水平方向に移動する部分を負荷とする前記負荷部と、
を備えることを特徴とする２軸駆動機構。
請求項６記載の２軸駆動機構において、
前記第２の可動部は、前記第１の可動部と対して垂直に設けられ、前記第１のリニアガイドと前記第３のリニアガイドとは互いに平行に設けられた、
ことを特徴とする２軸駆動機構。
請求項６記載の２軸駆動機構において、
前記第２の可動部は前記第１の可動部と対して平行に設けられ、前記第２の固定部も前記第１の固定部に対し平行に設けられた、
ことを特徴とする２軸駆動機構。
請求項６乃至８のいずれかに記載の２軸駆動機構を備え、前記処理部によって基板に処理することを特徴とするダイボンダ。
請求項９記載のダイボンダにおいて、
前記処理部はダイをウェハからピックアップし前記基板にボンディングするボンディングヘッド又は前記基板にダイ接着剤を塗布するニードルである、
ことを特徴とするダイボンダ。