KR101789271B1 - 리니어 모터의 가동자를 자석으로 한 구조의 구동장치 - Google Patents

리니어 모터의 가동자를 자석으로 한 구조의 구동장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 픽업툴이 결정된 위치로 반복 이동하는데 필요한 동력을 제공하는 리니어모터의 가동자를 자석으로 하고 고정자를 코일로 구성함은 물론 하나의 리니어모터로 Y축과 Z축이 함께 연동될 수 있게 하여 전체적인 부피와 무게를 감소시킬 수 있도록 한 리니어 모터의 가동자를 자석으로 한 구조의 구동장치에 관한 것으로서, 그 구성은 베이스 상의 양측 X축 LM가이드에 의해 하부가 X축 방향으로 이동 가능하게 지지되는 헤드본체와; 상기 헤드본체의 길이방향을 따라 헤드본체에 내장되고, 코일로 이루어진 상.하부 고정자의 사이에 자석으로 된 제1,2 가동자를 갖는 Y축 리니어모터와; 상기 헤드본체의 전면부에 상.하 한 쌍의 횡방향으로 설치되는 Y축 메인 LM가이드 및, 상기 Y축 메인 LM가이드 사이의 헤드본체의 전면부에 횡방향으로 형성되는 슬라이드 관통홀과; 상기 Y축 메인 LM가이드 상에 배면이 결합되는 수직의 Y축 패드 플레이트 및, 상기 슬라이드 관통홀을 통해 상기 Y축 패드 플레이트와 Y축 리니어모터의 제1,2 가동자의 사이를 연결하는 지지대와; 상기 Y축 패드 플레이트 상에 수직 방향으로 설치되는 Z축 서브 LM가이드 및, 상기 Z축 서브 LM가이드에 일측이 외팔보 형태로 결합되고 하단부에 픽업툴을 갖는 픽업툴 패드 플레이트와; 상기 Y축 메인 LM가이드의 일측 헤드본체의 전면부에 수직 방향으로 설치되는 한 쌍의 Z축 메인 LM가이드 및, 상기 Z축 메인 LM가이드 상에 배면이 Z축 방향으로 이동 가능하게 결합되고 전면부에 상기 픽업툴 플레이트의 배면이 결합되는 한 쌍의 Y축 서브 LM가이드가 횡방향으로 설치된 Z축 패드 플레이트;로 구성된 것이다.

Description

리니어 모터의 가동자를 자석으로 한 구조의 구동장치{The driving apparatus of structure having magnet which mover of liner motor}
본 발명은 리니어 모터의 가동자를 자석으로 한 구조의 구동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 픽업툴이 결정된 위치로 반복 이동하는데 필요한 동력을 제공하는 리니어모터의 가동자를 자석으로 하고 고정자를 코일로 구성함은 물론 하나의 리니어모터로 Y축과 Z축이 함께 연동될 수 있게 하여 전체적인 부피와 무게를 감소시킬 수 있도록 한 리니어 모터의 가동자를 자석으로 한 구조의 구동장치에 관한 것이다.
일반적으로 본드 헤드는 웨이퍼 스테이지에서 칩을 픽업하여 칩을 붙이는 대상에 본딩을 시키는 장비로서, 등록특허 제1260178호(2013.05.06.공고)"리니어 모터의 가동자를 자석으로 한 구조의 구동장치 및 이를 적용한 다이 본더"가 제안된 바 있다.
상기 리니어 모터의 가동자를 자석으로 한 구조의 구동장치 및 이를 적용한 다이 본더는 도 5에 도시된 바와 같이 픽업툴(40)의 전후 방향(X 방향) 이송은 제 1 이송부(10)가 담당하고, 좌우 방향(Y 방향) 이송은 제 2 이송부(20)가 담당하며, 상하 방향(Z 방향) 이송은 제 3 이송부(30)가 담당한다. 이러한 제 1 이송부(10), 제 2 이송부(20) 및 제 3 이송부(30)는 고정자(11, 21, 31)와 가동자(12, 22, 32)로 형성되어 XYZ축 구동을 하게 된다. 즉, 이러한 이송부(10, 20, 30)는 유도전동기의 1차측에 해당하는 고정자와 2차측에 해당하는 가동자로 이루어져 회전운동을 직선운동으로 만들어 각각 X축, Y축, Z축의 직선 움직임을 구현한다.
상기 제 1 이송부(10)의 가동자는 제 2 슬라이드(62)에 연결되어 제 1 이송부(10)의 전후 움직임(X축)을 제 2 슬라이드(62)에 전달하여 해당 제 2 슬라이드(62)를 전후 운동시킨다. 상기 제 2 이송부(20)의 가동자(22)는 제 1 슬라이드(61)에 연결되어 제 2 이송부(20)의 좌우 움직임(Y축)을 제 1 슬라이드(61)에 전달하여 해당 제 1 슬라이드(61)를 좌우 운동시킨다. 상기 제 3 이송부(30)의 가동자(32)는 제 2 가이드판(65)에 연결되어 제 3 이송부(30)의 상하 움직임(Z축)을 제 2 가이드판(65)에 전달하여 해당 제 2 가이드판(65)을 상하 운동시킨다. 상기 제 1 슬라이드(61)에는 상기 제 2 슬라이드(62)가 전후 슬라이딩이 가능하게 결합된다. 상기 가이드 샤프트(50)에는 해당 가이드 샤프트(50)를 따라 좌우 방향으로 슬라이딩되는 하우징(52)이 결합되며, 해당 하우징(52)에는 제 1 슬라이드(61)가 결합되게 된다. 그러나, 이러한 종래의 리니어 모터의 가동자를 자석으로 한 구조의 구동장치는 부피가 크고 무거워 장비 설치의 어려움이 있을 뿐만 아니라 설치 공간 확보에 따른 제한성을 갖는 문제점이 있다.
등록특허 제1260178호(2013.05.06.공고)"리니어 모터의 가동자를 자석으로 한 구조의 구동장치 및 이를 적용한 다이 본더"
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로서, 그 목적은 픽업툴이 결정된 위치로 반복 이동하는데 필요한 동력을 제공하는 리니어모터의 가동자를 자석으로 하고 고정자를 코일로 구성함은 물론 하나의 리니어모터로 Y축과 Z축이 함께 연동될 수 있게 하여 전체적인 부피와 무게를 감소시킬 수 있도록 한 리니어 모터의 가동자를 자석으로 한 구조의 구동장치를 제공함에 있다.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 리니어 모터의 가동자를 자석으로 한 구조의 구동장치의 한 형태는, 베이스 상의 양측 X축 LM가이드에 의해 하부가 X축 방향으로 이동 가능하게 지지되는 헤드본체와; 상기 헤드본체의 길이방향을 따라 헤드본체에 내장되고, 코일로 이루어진 상.하부 고정자의 사이에 자석으로 된 제1,2 가동자를 갖는 Y축 리니어모터와; 상기 헤드본체의 전면부에 상.하 한 쌍의 횡방향으로 설치되는 Y축 메인 LM가이드 및, 상기 Y축 메인 LM가이드 사이의 헤드본체의 전면부에 횡방향으로 형성되는 슬라이드 관통홀과; 상기 Y축 메인 LM가이드 상에 배면이 결합되는 수직의 Y축 패드 플레이트 및, 상기 슬라이드 관통홀을 통해 상기 Y축 패드 플레이트와 Y축 리니어모터의 제1,2 가동자의 사이를 연결하는 지지대와; 상기 Y축 패드 플레이트 상에 수직 방향으로 설치되는 Z축 서브 LM가이드 및, 상기 Z축 서브 LM가이드에 일측이 외팔보 형태로 결합되고 하단부에 픽업툴을 갖는 픽업툴 패드 플레이트와; 상기 Y축 메인 LM가이드의 일측 헤드본체의 전면부에 수직 방향으로 설치되는 한 쌍의 Z축 LM가이드 및, 상기 Z축 LM가이드 상에 배면이 Z축 방향으로 이동 가능하게 결합되고 전면부에 상기 픽업툴 플레이트의 배면이 결합되는 한 쌍의 Y축 서브 LM가이드가 횡방향으로 설치된 Z축 패드 플레이트;로 구성된 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 X축 LM가이드에 의해 하부가 지지되는 헤드본체의 내부에 고정자를 코일로 형성하고 가동자를 자석으로 형성한 Y축 리니어모터를 장착하고, 상기 Y축 리니어모터에 의해 Y축 메인 LM가이드 및 Z축 서브 LM가이드, Z축 메인 LM가이드를 따라 Y축 패드 플레이트와 픽업툴 패드 플레이트 및 Z축 패드 플레이트가 동시에 연동할 수 있도록 함으로써 전체적인 무게 및 부피를 줄일 수 있고, 이로 인해 장비의 경량화 및 소형화를 기할 수 있는 효과를 갖게 된다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 전체적인 구성 및 작동상태를 나타낸 사시도.
도 4는 도 1의 측면도.
도 5는 종래의 리니어 모터의 가동자를 자석으로 한 구조의 구동장치를 나타낸 사시도.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 구성을 실시예에 따라 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 전체적인 구성 및 작동상태를 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 1의 측면도로서, 이에 도시된 바와 같이 본 발명은 베이스(100) 상의 양측에 한 쌍의 X축 LM가이드(101)가 설치되고, 상기 한 쌍의 X축 LM가이드(101) 상에 헤드본체(102)가 안치되어 X축 모터(미도시됨)에 의해 X축 방향, 즉 베이스(100)의 전후 방향으로 이동될 수 있게 구성하고, 헤드본체(102)의 내부에 길이방향으로 따라 Y축 리니어모터(103)를 장착한 것이다.
그리고, 헤드본체(102)의 전면부 대략 중간 위치 횡방향으로 서로 평행하게 한 쌍의 Y축 메인 LM가이드(105)가 설치되고, 상기 Y축 메인 LM가이드(105) 상에 Y축 패드 플레이트(104)가 결합되며, 상기 Y축 메인 LM가이드(105)의 사이에 헤드본체(102)의 길이 방향을 따라 횡방향으로 슬라이드 관통홀(106)이 형성되고, 상기 Y축 패드 플레이트(104)와 헤드본체(102) 내부의 Y축 리니어모터(103)는 상기 슬라이드 관통홀(106)을 통해 수평의 지지대(107)로 연결되어 Y축 리니어모터(103)의 구동에 의해 Y축 패드 플레이트(104)가 상기 Y축 메인 LM가이드(105)를 따라 Y축 방향, 즉 좌우측 방향으로 반복 이동될 수 있게 구성한 것이다.
한편, 상기 Y축 리니어모터(103)는 도 3에 도시된 바와 같이 상.하부 고정자(103a)(103b) 사이에 한 쌍의 제1 가동자(103c) 및 제2 가동자(103d)가 상.하 서로 반대방향의 레일 형태로 결합되어 상.하부 고정자(103a)(103b)를 따라 직선 반복운동을 할 수 있게 구성하고, 상기 제1 가동자(103c)와 제2 가동자(103d)의 사이에 일측이 Y축 패드 플레이트(104)에 연결되는 지지대(107)가 결합되어 Y축 리니어모터(103)가 구동하면 Y축 패드 플레이트(104)가 제1 가동자(103c) 및 제2 가동자(103d)와 함께 직선 반복운동을 할 수 있게 구성한 것이다. 이때, 상기 상.하부 고정자(103a)(103b)는 코일이고, 상기 제1 가동자(103c)와 제2 가동자(103d)는 자석으로 형성된다. 따라서, 기존에 고정자를 자석으로 형성하고 가동자를 코일로 형성한 모터보다 무게 및 부피를 현저하게 줄일 수 있는 장점을 갖게 된다.
그리고, 상기 Y축 패드 플레이트(104) 상에 Z축 서브 LM가이드(108)가 설치되고, 상기 Z축 서브 LM가이드(108) 상에 외팔보 형태로 픽업툴 패드 플레이트(109)가 결합되어 상기 픽업툴 패드 플레이트(109)가 Z축 서브 LM가이드(108)를 따라 Z축, 즉 상하로 이동될 수 있게 구성하였으며, 픽업툴 패드 플레이트(109)는 다시 한 쌍의 Y축 서브 LM가이드(110)에 의해 Y축으로 이동 가능하게 결합되고, 상기 한 쌍의 Y축 서브 LM가이드(110)는 수직의 Z축 패드 플레이트(112) 상에 설치되며, 상기 Z축 패드 플레이트(112)는 한 쌍의 Y축 메인 LM가이드(105)의 일측 헤드본체(102)의 전면부에 수직방향으로 설치된 한 쌍의 Z축 LM가이드(111)에 결합되어 Z축 방향으로 이동될 수 있게 구성한 것이다. 여기서, 미설명 부호 는, 픽업툴이다.
이와 같이 구성된 본 발명은 먼저, 동작제어신호에 따라 Y축 리니어모터(103)가 구동되면, 자석으로 된 제1,2 가동자(103c)(103d)가 코일로 된 상.하부 고정자(103a)(103b)의 사이에서 직선운동을 한다.(도 4 참조.) 이에 따라 상기 제1,2 가동자(103c)(103d)에 지지대(107)로 연결된 Y축 패드 플레이트(104)가 Y축 메인 LM가이드(105)를 따라 Y축 방향으로 함께 직선운동을 한다. 그리고 상기 Y축 패드 플레이트(104) 상의 Z축 서브 LM가이드(108)에 일측이 결합된 픽업툴 패드 플레이트(109)는 Y축 패드 플레이트(104)가 Y축 방향으로 이동할 때 상기 Z축 서브 LM가이드(108) 상에서 Z축 방향으로 상.하로 함께 연동한다. 즉, Y축 패드 플레이트(104)가 Y축의 좌.우측 방향으로 이동하는 경우, 픽업툴 패드 플레이트(109)가 Z축 서브 LM가이드(108) 및 Z축 메인 LM가이드(111)를 따라 Z축의 상.하 방향으로 이동함과 동시에 Z축 패드 플레이트(112) 상의 Y축 서브 LM가이드(110)를 따라 Y축의 좌.우 방향으로 함께 연동하게 되는 것이다.(도 1 내지 도 3 참조.)
이같이 본 발명은 X축 LM가이드에 의해 하부가 지지되는 헤드본체의 내부에 고정자를 코일로 형성하고 가동자를 자석으로 형성한 Y축 리니어모터를 장착하고, 상기 Y축 리니어모터에 의해 Y축 메인 LM가이드 및 Z축 서브 LM가이드, Z축 메인 LM가이드를 따라 Y축 패드 플레이트와 픽업툴 패드 플레이트 및 Z축 패드 플레이트가 동시에 연동할 수 있도록 함으로써 전체적인 무게 및 부피를 줄일 수 있고, 이로 인해 장비의 경량화 및 소형화를 기할 수 있게 되는 것이다.
이상에서 본 발명에 의한 리니어 모터의 가동자를 자석으로 한 구조의 구동장치를 구체적으로 설명하였으나, 이는 본 발명의 가장 바람직한 실시양태를 기재한 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 실용신안등록청구범위에 의해서 그 범위가 결정되어지고 한정되어진다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 명세서의 기재내용에 의한 다양한 변형 및 모방을 행할 수 있을 것이나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어난 것이 아님은 명백하다고 할 것이다.
100: 베이스 101: X축 LM가이드
102: 헤드본체 103: Y축 리니어모터
103a,103b: 상.하부 고정자 103c,103d: 제1,2 가동자
104: Y축 패드 플레이트 105: Y축 메인 LM가이드
106: 슬라이드 관통홀 107: 지지대
108: Z축 서브 LM가이드 109: 픽업툴 패드 플레이트
109a: 픽업툴 110: Y축 서브 LM가이드
111: Z축 메인 LM가이드 112: Z축 패드 플레이트

Claims (1)

  1. 베이스(100) 상의 양측 X축 LM가이드(101)에 의해 하부가 X축 방향으로 이동 가능하게 지지되는 헤드본체(102)와;
    상기 헤드본체(102)의 길이방향을 따라 헤드본체(102)에 내장되고, 코일로 이루어진 상.하부 고정자(103a)(103b)의 사이에 자석으로 된 제1,2 가동자(103c)(103d)를 갖는 Y축 리니어모터(103)와;
    상기 헤드본체(102)의 전면부에 상.하 한 쌍의 횡방향으로 설치되는 Y축 메인 LM가이드(105) 및, 상기 Y축 메인 LM가이드(105) 사이의 헤드본체(102)의 전면부에 횡방향으로 형성되는 슬라이드 관통홀(106)과;
    상기 Y축 메인 LM가이드(105) 상에 배면이 결합되는 수직의 Y축 패드 플레이트(104) 및, 상기 슬라이드 관통홀(106)을 통해 상기 Y축 패드 플레이트(104)와 Y축 리니어모터(103)의 제1,2 가동자(103c)(103d)의 사이를 연결하는 지지대(107)와;
    상기 Y축 패드 플레이트(104) 상에 수직 방향으로 설치되는 Z축 서브 LM가이드(108) 및, 상기 Z축 서브 LM가이드(108)에 일측이 외팔보 형태로 결합되고 하단부에 픽업툴(109a)을 갖는 픽업툴 패드 플레이트(109)와;
    상기 Y축 메인 LM가이드(105)의 일측 헤드본체(102)의 전면부에 수직 방향으로 설치되는 한 쌍의 Z축 메인 LM가이드(111) 및, 상기 Z축 메인 LM가이드(111) 상에 배면이 Z축 방향으로 이동 가능하게 결합되고 전면부에 상기 픽업툴 패드 플레이트(109)의 배면이 결합되는 한 쌍의 Y축 서브 LM가이드(110)가 횡방향으로 설치된 Z축 패드 플레이트(112);
    로 구성된 것을 특징으로 한 리니어 모터의 가동자를 자석으로 한 구조의 구동장치.
KR1020160104735A 2016-06-14 2016-08-18 리니어 모터의 가동자를 자석으로 한 구조의 구동장치 KR101789271B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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