KR100648492B1

KR100648492B1 - 본딩 장치

Info

Publication number: KR100648492B1
Application number: KR1020050039663A
Authority: KR
Inventors: 오사무 가쿠타니; 도오루 마에다
Original assignee: 가부시키가이샤 신가와
Priority date: 2004-06-10
Filing date: 2005-05-12
Publication date: 2006-11-27
Also published as: JP2005353839A; KR20060047805A; US20050274771A1; TW200603298A

Abstract

본딩 장치에 있어서, 보다 고속, 보다 고정밀도를 가능하게 하는 것이다.

본딩 장치(10)는, 거의 같은 구성의 X모터부(20) 및 Y모터부(50)와, 이들에 XY평면으로 이동가능한 이동 테이블(60)을 포함한다. 이동 테이블(60)에는, 회전가능한 조인트 기구(42, 52)로 X모터부(20) 및 Y모터부(50)가 접속된다. X모터부(20) 및 Y모터부(50)에 있어서, 가동자(24)의 가동코일(30)은 축 지지기구(36)에 의해 Z축 주위로 회전 가능하게 축 지지되고, 축 지지기구(36)는 가이드 레일(38)과 리니어 가이드(37)로 이루어지는 안내 기구에 의해, 축방향으로 직동 가능하게 안내된다.

본딩 장치, 모터부, 가동자, 축 지지기구, 가이드 레일, 리니어 가이드

Description

본딩 장치{BONDING DEVICE}

도 1은, 본 발명에 관한 실시형태에 있어서의 본딩 장치의 구성도이다.

도 2는, 본 발명에 관한 실시형태에 있어서의 본딩 장치의 기구부의 평면도이다.

도 3은, 2개의 판스프링을 서로 대략 직교 방향으로 배치하고, 회전 방향으로만 자유도를 주는 축 지지기구를 도시한 도면이다.

도 4는, 도 2의 A-A선을 따른 단면도이다.

도 5는, 본 발명에 관한 실시형태에 있어서의 회전 규제 기구의 구성을 도시한 도면이다.

[부호의 설명]

10 와이어 본딩 장치, 12 기구부,

14 제어부, 20 X모터부,

22 고정자, 24 가동자,

26 요크부, 28 영구자석,

30 가동코일, 32 선단부,

34 가동 링, 36, 100 축 지지기구,

37, 86, 88 리니어 가이드, 38, 85, 87 가이드 레일,

40 가이드 레일대, 42, 52 조인트 기구,

50 Y모터부, 60 이동 테이블,

62 스탠드, 64 판자 형상 테이블,

66 유체 지지 기구, 70 본딩 헤드부,

72 캐필러리, 80 회전 규제 기구,

82 규제 상판, 84 규제 하판,

90 베이스부, 102, 104 대상물,

106, 108 판스프링, 110, 111, 112, 113 접속면,

120 회전축.

본 발명은 본딩 장치에 관한 것으로, 특히, X모터와 Y모터에 의해 구동되는 이동 테이블에 본딩 헤드부가 탑재되는 본딩 장치에 관한 것이다.

와이어 본딩 장치나 다이 본딩 장치 등에서는, 본딩 작업을 행하는 본딩 헤드부를 임의의 위치로 이동시키는 기구가 필요하다. 종래의 본딩 장치에 있어서의 본딩 헤드부의 이동 기구로서, 특허문헌1에 나타나 있는 소위 적층형 XY테이블 기구가 알려져 있다. 적층형 XY테이블 기구는, X모터에 의해 X방향으로 구동되는 X테이블과, Y모터에 의해 Y방향으로 구동되는 Y테이블이 적층해서 배치된다. 예를 들면, X방향으로 이동하는 X테이블의 위에 Y방향으로 이동하는 Y테이블이 포개 쌓 아 배치되고, 그 Y테이블의 위에 본딩 헤드부가 탑재되고, 이 구성에 의해, X모터와 Y모터를 구동함으로써, 본딩 헤드부를 XY평면내의 임의의 위치로 이동할 수 있다.

[특허문헌1]일본국 특개2002-329772호 공보

이렇게 적층형 XY테이블 기구를 이용함으로써 본딩 헤드부를 임의의 위치로 이동할 수 있고, 본딩 작업을 행할 수 있지만, 적층구조이기 때문에 다음과 같은 과제가 있다.

예를 들면, X테이블의 위를 Y테이블 및 본딩 헤드부가 Y방향으로 이동할 경우에서는, Y테이블이 이동함에 따라, X테이블상에서의 Y테이블 및 본딩 헤드부의 중심위치가 이동한다. 이렇게, Y테이블의 위치에 의해 테이블 전체의 중심위치와 구동력의 작용점의 거리가 변동한다.

또, XY평면상에 있어서의 중심위치와 구동력의 작용점의 어긋남의 문제와는 별도로, 적층구조이기 때문에, Z방향의 중심위치에 구동력을 작용시키는 것이 곤란하게 된다.

이렇게, 종래 기술의 적층형 XY테이블 기구를 이용하는 본딩 장치에 있어서는, 본딩 헤드를 탑재하는 이동 테이블의 중심위치와 구동 모터의 구동력의 작용점이 어긋나거나, 혹은 변동한다. 이것에 기인하여, 구동력의 전달이 불충분하게 되고, 또, 쓸데 없는 진동이나 과도한 변형을 일으키고, 본딩 헤드의 고속이동이나, 고정밀도의 위치 결정에 대하여 방해가 되는 경우가 있다.

본 발명의 목적은, 본딩 헤드부의 이동 속도의 보다 고속화를 가능하게 하는 본딩 장치를 제공하는 것이다. 다른 목적은, 본딩 헤드부의 위치 결정 정밀도를 보다 향상시키는 본딩 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 관한 본딩 장치는, X모터의 구동과 Y모터의 구동에 의해 베이스상에서 XY평면내를 임의로 이동가능한 이동 테이블과, 이동 테이블에 탑재되는 본딩 헤드부를 포함하는 본딩 장치로서, X모터는, 베이스에 배치되는 X고정자와, 선단이 이동 테이블에 설치되는 X조인트부에 축 지지되고, X고정자와 협동해서 X방향으로 구동되는 X가동자와, X가동자를 Z축 주위로 회전 가능하게 축 지지하는 X축 지지부와, X축 지지부를 X축방향으로 직동 가능하게 안내함으로써, X축 지지부를 통해 X가동자를 회전 가능하게 축 지지하면서 직동 가능하게 안내하는 X안내부를 가지고, Y모터는, 베이스에 배치되는 Y고정자와, 선단이 이동 테이블에 설치되는 Y조인트부에 축 지지되고, Y고정자와 협동해서 Y방향으로 구동되는 Y가동자와, Y가동자를 Z축 주위로 회전 가능하게 축 지지하는 Y축 지지부와, Y축 지지부를 Y축방향으로 직동 가능하게 안내함으로써, Y축 지지부를 통해 Y가동자를 회전 가능하게 축 지지하면서 직동 가능하게 안내하는 Y안내부를 가지는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 관한 본딩 장치에 있어서, X조인트부, Y조인트부, X축 지지부, Y축 지지부 중 적어도 1개는, 2개의 판스프링을 서로 대략 직교 방향으로 배치하고, 회전 방향으로만 자유도를 주도록, 각 판스프링의 양단부를 축 지지 대상인 2개의 대상물에 각각 접속하는 축 지지 기구를 가지는 것이 바람직하다.

또, 본 발명에 관한 본딩 장치에 있어서, 베이스에 대한 이동 테이블의 회전을 규제하는 회전 규제 기구를 포함하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명에 관한 본딩 장치에 있어서, 베이스에 대하여, 이동 테이블을 유체 지지하는 유체 지지 기구를 포함하는 것이 바람직하다.

또, X조인트부 및 Y조인트부는, 본딩 헤드부를 포함하는 이동 테이블의 대략 중심위치에 설치되는 것이 바람직하다.

또, 본 발명에 관한 본딩 장치에 있어서, XY평면내에 있어서의 본딩 헤드부의 중립 위치의 축방향에 대하여, X모터의 축방향은 대략 +45도의 기울기를 가지고, Y모터의 축방향은 대략 -45도의 기울기를 가지는 것이 바람직하다.

(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)

이하에 도면을 이용하여 본 발명에 관한 실시형태에 대해 상세하게 설명한다. 이하에 있어서, 본딩 장치는 와이어 본딩 장치로서 설명하지만, 다이 본딩 장치, 페이스 다운 본딩 장치 등의 본딩 장치라도 좋다.

도 1은 와이어 본딩 장치(10)의 구성도이다. 와이어 본딩 장치(10)는, 본딩 작업을 행하는 기구부(12)와, 기구부(12)를 구성하는 각 요소의 동작을 전체로서 제어하고, 이동 테이블(60)에 탑재되는 본딩 헤드부(70)를 이용해서 소정의 본딩 작업을 행하게 하는 제어부(14)를 포함한다. 도 2는, 기구부(12)에 관한 평면도이다.

도 1, 도 2에 있어서, 기구부(12)는, X모터부(20)와, Y모터부(50)와, X모터부(20) 및 Y모터부(50)에 의해 구동되고, XY평면으로 이동 가능한 이동 테이블(60) 과, 유체를 통해 이동 테이블(60)을 지지하는 베이스부(90)를 포함해서 구성된다.

X모터부(20)와 Y모터부(50)는，모두 거의 같은 구성요소를 가지는 리니어모터로, 그 가동자의 선단이 각각 이동 테이블(60)에 접속되고, X모터부(20)와 Y모터부(50)의 구동을 제어함으로써, 이동 테이블(60) 및 본딩 헤드부(70)를 도 1에 도시된 XY평면의 임의의 위치로 이동시키는 기능을 가진다. X모터부(20)와 Y모터부(50)는 선단의 이동 테이블(60)과의 접속 위치가 다른 것을 제외하면 거의 같으므로, 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 첨부한다. 이하에서는, X모터부(20)의 구성에 대해서 주로 말하지만, 설명에 있어서의 X방향 등을 Y방향 등으로 바꿔 읽음으로써, Y모터부(50)의 구성이 된다.

X모터부(20)는, 고정자(22)와 가동자(24)를 구비하고, 고정자(22)는, 요크부(26)와 영구자석(28)을 포함한다. 가동자(24)는, 고정자(22), 요크부(26)와 영구자석(28)으로 형성되는 자속을 가로 지르도록 배치되는 가동코일(30)과, 가동코일에 접속되는 선단부(32)를 포함한다. 가동코일(30)에는, 도시되어 있지 않은 구동회로에 접속되고, 제어부(14)로부터의 구동 신호에 따라 구동 전류가 흐르게 됨으로써, 고정자(22)가 형성하는 자속과 상호작용하고, 도 1에 도시한 X방향으로의 구동력이 주어진다.

가동코일(30)의 외측에는, 가동 링(34)이 접속된다. 가동 링(34)은, 고정자(22)의 요크부(26)의 길이축 방향에 수직인 면내, 즉 도 1에 도시한 YZ평면내에서, 요크부(26) 외주를 주회하는 형태의 링재로, 가동코일(30)의 외주에 적당한 접착재 등의 고정 수단으로 부착된다. 따라서, 가동 링(34)은, 가동코일(30)과 함께 이동 한다.

고정자(22)의 외측에 설치되는 가이드 레일대(40)는, X방향으로 뻗은 가이드 레일(38)을 지지하는 부재이다. 가이드 레일대(40)는, 고정자(22)와 일정 고정된 배치 관계로 배치된다. 가이드 레일(38)은, 고정자(22)의 상측 및 도 1에서는 나타나 있지 않는 하측에 배치되고(참고를 위해, 후술의 도 4에 일부 도시하고 있다), 리니어 가이드(37)를 X방향으로 이동 가능하게 안내하는 기능을 가진다.

리니어 가이드(37)와 가동 링(34)과의 사이에 설치되는 축 지지기구(36)는, 가동 링(34)을 도 1에 도시한 Z축 주위로 회전 가능하게 지지하면서, 리니어 가이드(37)에 접속하는 기능을 가지는 회전 접속부이다. 따라서, 가동 링(34)은, 축 지지기구(36)의 작용에 의해, 리니어 가이드(37)를 따라 X방향으로 직진 운동하면서, Z축 주위로 회전할 수 있다. 가동 링(34)의 움직임은 가동코일(30), 즉 가동자(24)의 움직임과 같으므로, 가동자(24)는, X방향으로 직진 운동하면서, Z축 주위로 회전할 수 있게 된다.

가동자(24)의 선단부(32)는, 가동코일(30)의 움직임을 이동 테이블(60)에 전달하는 기능을 가지는 것으로, 가동코일(30)에 접속되고, 고정자(22)의 전면부의 개구를 통해 이동 테이블(60)측으로 뻗은 판재 등으로 구성할 수 있다. 가동자(24)와 이동 테이블(60)은, 조인트 기구(42)에 의해 도 1에 도시한 Z축 주위로 회전 가능하게 접속된다. 즉, 조인트 기구(42)는, 축 지지기구와 같다. 또한, 도 1, 도 2에서는, X모터부(20)의 가동자(24)의 선단부(32)와 이동 테이블(60)과의 접속부를 조인트 기구(42)로서 도시하고, Y모터부(50)의 가동자(24)의 선단부(32)와 이동 테이블(60)과의 접속부를 조인트 기구(52)로서 도시하고 있다.

조인트 기구(42, 52)는, 본딩 헤드부(70)를 포함하는 이동 테이블 전체의 중심위치에 가능한 한 근접해서 설치되는 것이 바람직하다. 또, 도 2에 도시된 바와 같이, 본딩 헤드부(70)가 중립적인 위치에 있을 때, 본딩 헤드부(70)의 축방향은, X모터부(20)의 축방향과, Y모터부(50)의 축방향과 거의 같은 기울기가 되도록 하는 것이 바람직하다. 통상 본딩 헤드부는, 도 1, 도 2에 도시한 바와 같이, 선단에 캐필러리를 부착한 가늘고 긴 암을 가지고, 그 암의 길이축을 기준으로 본딩 헤드부의 위치 좌표계를 생각하는 경우가 많다. 본딩 헤드부의 중립 위치의 축방향이란, X모터 및 Y모터로부터 구동력을 받지 않고 중립적인 상태에 있어서의 본딩 헤드부의 길이축 방향, 즉 암부의 길이축 방향이다. 바꾸어 말하면, 본딩 헤드부(70)의 가늘고 긴 암부의 길이축 방향에 대하여, X모터부(20)의 축방향은 +45도의 기울기를 가지고, Y모터부(50)의 축방향은 -45도의 기울기를 가지는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, X모터부(20)의 구동력의 작용점, 및 Y모터부(50)의 구동력의 작용점을, 이동시키고 싶은 본딩 헤드부(70)를 포함하는 이동 테이블(60) 전체의 중심위치와 대략 일치시킬 수 있다. 또, 본딩 동작은, 본딩 헤드부(70)의 길이축 방향 및 그것과 직각방향의 와이어 배선이 주체적이기 때문에, X모터부(20), Y모터부(50)의 구동력의 방향을 본딩 헤드부(70)의 길이축 방향에 대하여 각각 45도 회전시켜서 배치함으로써, 본딩 헤드부로의 추력이 X모터부(20)의 구동력과 Y모터부(50)의 구동력의 합력이 되고, 1개의 모터부에 의한 추력의 약 1.4배로 할 수 있다.

축 지지기구(36), 조인트 기구(42, 52)는, 축과 구멍의 조합 기구 등의 일반적인 회전 지지 기구를 이용할 수 있다. 도 3은, 2개의 판스프링을 서로 대략 직교 방향으로 배치하고, 회전 방향으로만 자유도를 주도록, 각 판스프링의 양단부를 축 지지 대상인 2개의 대상물에 각각 고정하는 축 지지기구(100)를 이용하는 예를 도시한 도면이다. 이러한 기구는, 크로스 피벗 기구로 불리는 경우가 있다.

도 3의 축 지지기구(100)는, 서로 회전만의 자유도로 움직이게 하고 싶은 2개의 대상물(102, 104)에 대해서, 2개의 판스프링(106, 108)을 이용해서 접속하는 것이다. 2개의 판스프링(106, 108)은, 서로 대략 90도의 각도를 이루도록 배치하고 싶으므로, 2개의 대상물(102, 104)에는, 대략 직교하는 판스프링(106, 108)의 각각의 양단부에 접속하도록, 직교 관계를 가지는 접속면(110, 111, 112, 113)이 형성된다. 즉, 제1대상물(102)에 있어서, 일방측의 접속면(110)과 타방측의 접속면(111)은 직교하고, 제2대상물(104)에 있어서 일방측의 접속면(112)과 타방측의 접속면(113)은 직교하도록 형성된다. 그리고, 제1대상물(102)의 일방측의 접속면(110)과, 제2대상물(104)의 일방측의 접속면(112)은 평행이 되도록, 제1대상물(102)의 타방측의 접속면(111)과, 제2대상물(104)의 타방측의 접속면(113)은 평행이 되도록 배치된다. 그 배치 관계로, 제1판스프링(106)은, 일방단을 제1대상물(102)의 일방측의 접속면(110)에, 타방단을 제2대상물(104)의 일방측의 접속면(112)에 접속된다. 마찬가지로 제2판스프링(108)은, 일방단을 제1대상물(102)의 타방측의 접속면(111)에, 타방단을 제2대상물(104)의 타방측의 접속면(113)에 접속된다.

이러한 구성으로 함으로써, 제1대상물(102)과 제2대상물(104)은, 2개의 판스프링(106, 108)이 직교하는 면에 수직인 축(120)의 주위의 회전만의 자유도가 주어진다. 이러한 구성의 축 지지기구(100)에 있어서, 제1대상물(102)을 가동 링(34)으로 하고, 제2대상물(104)을 리니어 가이드(37)로 하면, 간단한 구성으로, 도 1, 도 2에 도시한 축 지지기구(36)로 이용할 수 있다. 또, 제1대상물(102)을 가동자(24)의 선단부(32)로 하고, 제2대상물(104)을 이동 테이블(60)로 하면, 간단한 구성으로, 도 1, 도 2에 도시한 조인트 기구(42, 52)로 이용할 수 있다.

도 1, 도 2로 돌아와, 이동 테이블(60)은, 본딩 헤드부(70)를 탑재하고, 베이스부(90)상에서 XY평면내를 임의로 이동할 수 있는 테이블로, 보다 구체적으로는, X모터부(20)의 가동자(24)의 선단부(32), Y모터부(50)의 가동자(24)의 선단부(32)에 의해 구동되는 테이블이다. 도 4는, 도 2의 A-A선을 따른 단면도, 즉 X모터부(20)의 길이 방향의 단면과 이동 테이블(60)주위의 단면을 도시한 도면이다.

이동 테이블(60)은, 스탠드(62)가 판자 형상 테이블(64)의 위에 대략 수직으로 세워져 있는 구조를 가지고 있다. 스탠드(62)는, 그 일부의 면에서 X모터부(20)의 가동자(24)의 선단부(32)와 조인트 기구(42)에 의해 접속되는 부재이다. 스탠드(62)는 또, 선단에 본딩 작업을 위한 캐필러리(72)를 가지는 본딩 헤드부(70)가 부착되는 부재이기도 한다. 조인트 기구(42)는, 본딩 헤드부(70)를 포함하는 이동 테이블(60) 전체의 3차원의 중심위치의 근방에 설치되는 것이 바람직하다. 즉, XY평면내의 중심위치뿐만 아니라, Z방향의 중심위치의 근방에 설치되는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, X모터부(20)의 구동력의 작용점, 및 Y모터부(50)의 구동력의 작용점을, 이동시키고 싶은 본딩 헤드부(70)를 포함하는 이동 테이블(60)전체의 3차원의 중심위치와 대략 일치시킬 수 있다. 이에 따라, 본딩 헤드부(70)의 고속이동, 고정밀도 위치 결정이 가능하게 된다.

판자 형상 테이블(64)은, 베이스부(90)와의 사이에서, 유체 지지 기구(66)에 의해 부상하면서 XY평면내에서 이동할 수 있는 부재이다. 유체 지지 기구(66)를 형성하는 판자 형상 테이블(64)의 하면과, 베이스부(90)의 상면은，모두 평탄하게 가공되는 것이 바람직하다. 그리고, 유체 지지 기구(66)는, 도시되어 있지 않은 기체압 발생부로부터의 가압 기체가 베이스부(90)와 판자 형상 테이블(64)의 간극에 공급되고, 판자 형상 테이블(64)이 베이스부(90)에 대하여 부상하고, 한편 도시되어 있지 않은 진공장치에 의해, 베이스부(90)와 판자 형상 테이블(64)의 간극을 흡인함으로써, 적당한 간극을 유지할 수 있다. 유체 지지 기구(66)를 이용함으로써, 이동 테이블의 부하를 경감할 수 있고, 고정밀도의 위치 결정이 가능하게 된다.

회전 규제 기구(80)는, 이동 테이블(60)이 XY평면내에서 회전하지 않도록 규제하는 기능을 가진다. 회전 규제 기구(80)의 구체적 구성을 도 5에 도시한다. 여기에서, X모터부(20)의 축방향과 Y모터부(50)의 축방향은, 본딩 헤드부(70)의 축방향과 대략 45도 기울어 있으므로, 도 5에서는, 도 1에 도시한 X방향, Y방향과 45도 기울어 있는 X'방향 및 Y'방향을 이용하여, 이동 테이블(60)의 회전 규제에 관하여 설명한다. 회전 규제 기구(80)는, 규제 상판(82)과 규제 하판(84)을 가지고, 이동 테이블(60)의 판자 형상 테이블(64)과 규제 상판(82)과의 사이에서 도 5에 도 시한 X'방향의 이동만을 가능하게 하고, 규제 상판(82)과 규제 하판(84)과의 사이에서 도 5에 도시한 Y'방향의 이동만을 가능하게 해서, 전체로서, 이동 테이블의 판자 형상 테이블(64)의 움직임을 X'방향 및 Y'방향으로만 가능하게 하고, 쓸데 없는 회전을 일으키지 않도록 규제하는 기구이다. 규제 하판(84)은, 베이스부(90)에 대하여 고정된 위치 관계로 배치된다.

구체적으로는, 판자 형상 테이블(64)의 상면에 X'방향을 따라 가이드 레일(85)이 배치되고, 이것에 대응해서, 규제 상판(82)의 하면에 X'방향의 안내 방향을 가지는 리니어 가이드(86)가 설치된다. 또, 규제 하판(84)의 상면에 Y'방향을 따라 가이드 레일(87)이 배치되고, 이것에 대응해서, 규제 상판(82)의 하면에 Y'방향의 안내 방향을 가지는 리니어 가이드(88)가 설치된다. 이렇게 하여, 이동 테이블(60)의 회전을 규제할 수 있다.

다시 도 1로 돌아와, 제어부(14)는, X모터부(20)와, Y모터부(50)와, 본딩 헤드부(70)의 도시되어 있지 않는 Z모터에 지시를 주고, 본딩 작업을 위해서, 본딩 헤드부(70)의 선단의 캐필러리(72)를, 임의의 XYZ의 위치로 이동시키는 이동 제어 기능과, 본딩 헤드부(70)에 지시를 주고, 도시되어 있지 않는 트랜스듀서로부터 본딩을 위한 에너지를 캐필러리에 주는 기능과, 이들을 소정의 시퀀스에 따라 처리하고, 연속된 본딩 작업을 행하게 하는 시퀀스 처리 기능 등을 가진다. 이동 제어 기능을 실행할 때, 도시되어 있지 않는 위치센서로부터의 위치 정보를 피드백하는 것이 바람직하다.

이러한 구성의 본딩 장치(10)의 작용을 이하에 설명한다. 1예로서, 본딩 헤 드부(70)를, 도 1에 도시한 +X방향으로 임의의 양(△X)만큼 이동할 경우를 든다. 이 때, 우선 제어부(14)에서, △X에 대응하는 구동 신호가 도시되어 있지 않는 구동회로에 내려지고, 구동회로로부터 △X에 대응하는 구동 전류가 X모터부(20)에 공급된다. 구체적으로는, 가동코일(30)에 구동 전류가 공급되고, 이에 따라, 가동자(24)는 고정자(22)에 대하여 +△X만큼 이동한다. 즉, 가동자(24)의 선단부(32)는, 조인트 기구(42)를 통해, 이동 테이블(60)의 스탠드(62)를 +△X만큼 이동시킨다. 이 때, 스탠드(62)와 함께 판자 형상 테이블(64)은, 회전 규제 기구(80)의 규제하에서, 유체 지지 기구(66)에 유체 지지되어, 베이스부(90)상을 부상하면서 매끄럽게 +△X만큼 이동한다.

이 때, 스탠드(62)에 조인트 기구(52)에 의해 회전가능하게 접속되는 Y모터부(50)의 가동자(24)의 선단부(32)도 또, +△X만큼 이동하려고 한다. 그러나, Y모터부(50)에는 제어부(14)로부터 이동 지령이 나와 있지 않으므로, 단지, Y모터부(50)의 축 지지기구(36)를 중심으로 회전할 수 있을 뿐이다. 즉, 스탠드(62)가 +X방향으로 밀리는데 대응하여, Y모터부(50)의 가동자(24)는, 축 지지기구(36)를 중심으로 해서, 도 1의 지면상에서 시계방향으로 회전한다. 따라서, 조금 Y방향의 위치가 어긋나는 것이 되나, 실제로는, 위치센서에 의해, 위치 지령치와, 이동 테이블(60)의 실제의 위치는 항상 피드백되므로, 이러한 어긋남은 즉시 보정되어, 원하는 (+△X, 0)의 이동이 달성된다.

본딩 헤드부(70)를, 도 1에 도시한 +Y방향으로 임의의 양(△Y)만큼 이동할 경우도 마찬가지이다. 또, X모터부(20)와 Y모터부(50)를 동시에 이동 제어할 수도 있다. 이렇게 해서, 본딩 헤드부(70)를 XY평면의 임의인 위치로 이동시킬 수 있다.

상기한 바와 같이, X모터와 Y모터를 이용하여, 각 모터의 가동자를 Z축 주위로 회전 가능하게 축 지지하면서 축방향으로 이동 가능하게 하고, 각 모터의 가동자의 선단을 각각 회전 가능한 조인트로 이동 테이블에 접속함으로써, 1개의 이동 테이블을 적층구조로 하지 않고, XY평면내의 임의의 위치로 이동시킬 수 있다. 또, 각 모터부의 구동력의 작용점을 이동 테이블 전체의 중심위치의 근방으로 할 수 있다. 따라서, 구동력의 전달이 효율적으로 행하여지고, 여분의 진동이나 변형을 억제할 수 있어, 본딩 헤드부의 고속이동, 고정밀도의 위치 결정을 가능하게 한다.

상기 구성에 의해, X모터의 X가동자는, Z축 주위로 회전 가능하게 축 지지되면서 X축방향으로 직동할 수 있고, 그 선단은 이동 테이블에 회전 가능하게 축 지지된다. 또, Y모터의 Y가동자는, Z축 주위로 회전 가능하게 축 지지되면서 Y축방향으로 직동할 수 있고, 그 선단은 이동 테이블에 회전 가능하게 축 지지된다. 이 구조에서는, 이동 테이블은 1개이며, 그 1개의 이동 테이블에, X가동자의 선단과 Y가동자의 선단이 각각 축 지지된다. 예를 들면, X가동자가 X방향으로 구동되면, 그 선단이 이동 테이블을 X방향으로 이동하고, 그 때, Y가동자는, 이동 테이블에 축 지지되는 Y조인트부와, Y축 지지부의 회전 기능에 의해 회전해서 이동 테이블의 이동에 추종할 수 있다. Y가동자가 Y방향으로 구동될 때도 동일하다.

따라서, 종래 기술과 같이, X모터에 구동되는 X테이블과, Y모터에 구동되는 Y테이블을 적층하지 않고, 1개의 이동 테이블을 X모터와 Y모터로 구동해서 XY평면의 임의의 위치로 이동시킬 수 있다. 이동 테이블은 1개이므로, 그 위에 탑재되는 본딩 헤드부도 포함시킨 테이블의 중심위치는 고정적이며, X모터의 구동력의 작용점, Y모터의 구동력의 작용점의 사이의 거리가 변동하는 경우가 없다. 따라서, 구동을 항상 안정되게 행할 수 있고, 본딩 헤드부의 이동 속도의 보다 고속화가 가능해 지고, 위치 결정 정밀도를 보다 향상시킬 수 있다.

또, 축 지지부를 2개의 판스프링을 대략 직교 방향으로 배치시키고, 회전 방향으로만 자유도를 주는 축 지지부를 이용함으로써, 간단한 구성으로 축 지지를 행할 수 있다.

또, 회전 규제 기구를 설치하므로, 베이스에 대하여 이동 테이블의 회전이 규제된다.

또, 유체 지지 기구를 설치하므로, 베이스에 대하여 이동 테이블이 유체 지지되고, 이동 테이블의 이동 부하를 경감할 수 있고, 본딩 헤드부의 이동 속도의 고속화와, 위치 결정 정밀도의 향상을 꾀할 수 있다.

또, X모터가 이동 테이블에 축 지지 조인트되는 곳, Y모터가 이동 테이블에 축 지지 조인트되는 곳은, 본딩 헤드부를 포함하는 이동 테이블의 대략 중심위치가 되기 때문에, 구동력의 작용점과 중심위치가 대략 일치하고, 쓸데 없는 진동이나 과도한 변형을 일으키는 것을 억제할 수 있다.

또, 본딩 헤드부의 중립 위치의 축방향에 대하여, X모터의 축방향과 Y모터의 축방향은 각각 반대 방향으로 대략 45도의 기울기를 가지므로, 본딩 헤드부에 대하 여, X모터도 Y모터도 대칭적으로 구동력을 작용시킬 수 있고, 본딩 헤드부에 대한 외관상의 추력이 X모터와 Y모터의 합력이 되어, 1개의 모터의 추력의 약1.4배로 할 수 있다. 여기에서, 본딩 헤드부의 중립 위치의 축방향이란, 통상 본딩 헤드부는 길이축을 가지지만, X모터 및 Y모터로부터 구동력을 받지 않고 중립적인 상태에 있어서의 본딩 헤드부의 길이축 방향을 말한다.

Claims

X모터의 구동과 Y모터의 구동에 의하여 베이스상에서 XY평면내를 임의로 이동 가능한 이동 테이블과, 이동 테이블에 탑재되는 본딩 헤드부를 포함하는 본딩 장치로서,

X모터는,

베이스에 배치되는 X고정자와,

선단이 이동 테이블에 설치되는 X조인트부에 축 지지되고, X고정자와 협동하여 X방향으로 구동되는 X가동자와,

X가동자를 Z축 주위로 회전 가능하게 축 지지하는 X축 지지부와,

X축 지지부를 X축방향으로 직동 가능하게 안내함으로써, X축 지지부를 통해 X가동자를 회전 가능하게 축 지지하면서 직동 가능하게 안내하는 X안내부를 가지고,

Y모터는,

베이스에 배치되는 Y고정자와,

선단이 이동 테이블에 설치되는 Y조인트부에 축 지지되고, Y고정자와 협동하여 Y방향으로 구동되는 Y가동자와,

Y가동자를 Z축 주위로 회전 가능하게 축 지지하는 Y축 지지부와,

Y축 지지부를 Y축방향으로 직동 가능하게 안내함으로써, Y축 지지부를 통해 Y가동자를 회전 가능하게 축 지지하면서 직동 가능하게 안내하는 Y안내부를 가지는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
제 1 항에 있어서,

X조인트부, Y조인트부, X축 지지부, Y축 지지부 중 적어도 1개는,

2개의 판스프링을 서로 대략 직교 방향으로 배치하고, 회전 방향으로만 자유도를 주도록, 각 판스프링의 양단부를 축 지지대상인 2개의 대상물에 각각 접속하는 축 지지기구를 가지는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
제 1 항에 있어서,

베이스에 대한 이동 테이블의 회전을 규제하는 회전 규제 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
제 1 항에 있어서,

베이스에 대하여, 이동 테이블을 유체 지지하는 유체 지지 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
제 1 항에 있어서,

X조인트부 및 Y조인트부는, 본딩 헤드부를 포함하는 이동 테이블의 대략 중심위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
제 1 항에 있어서,

XY평면내에 있어서의 본딩 헤드부의 중립 위치의 축방향에 대하여, X모터의 축방향은 대략 +45도의 기울기를 가지고, Y모터의 축방향은 대략 -45도의 기울기를 가지는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.