KR19990066319A - Jet Shaft Drive Motor for Wire Bonder - Google Patents
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Abstract
1.청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. Technical field to which the invention described in the claims belongs
와이어본더 장비의 Z축 구동모터.Z axis drive motor of wire bonder.
2. 발명이 해결하고자 하는 기술적 요지2. The technical gist of the invention
본 발명은 회전운동을 직선운동으로 변환하는 장치나 편심캠 어셈블리의 필요없이 모터 자체내에서 선형운동을 유발시킴으로써 기계적 효율 및 고속성능을 향상시킬 수 있는 와이어 본더의 Z축 구동모터를 제공함에 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a Z-axis drive motor of a wire bonder which can improve mechanical efficiency and high speed performance by inducing linear motion in the motor itself without the need for an apparatus for converting rotational motion into linear motion or an eccentric cam assembly. There is this.
3. 발명의 해결방법의 요지3. Summary of Solution to Invention
본 발명은 와이어본딩 장치내에 포함되어 와이어 본딩작업을 수행하는 Z축테이블에 수직방향 이동력을 제공하는 Z축 구동모터에 있어서, 소정간격을 두고 직립되게 장착된 양 측판과 상,하판으로 이루어진 본체; 상기 본체의 양 측판 내면에 서로 반대의 극을 가지고 장착된 적어도 한쌍의 고정자석; 및 상기 본체의 관통홀에 비접촉상태로 장착되어 유도 기전력에 의해 상하 자유직진이동하며, 일단부에 고정편이 장착된 이동수단을 포함하는 와이어 본더의 Z축 구동모터를 제공한다.The present invention is a Z-axis drive motor that is included in the wire bonding device to provide a vertical movement force to the Z-axis table for performing the wire bonding operation, the main body consisting of both side plates and upper and lower plates mounted upright with a predetermined interval ; At least one pair of stator magnets mounted on both inner side surfaces of the main body with opposite poles; And a non-contact state mounted in the through-hole of the main body so as to move up and down freely by induction electromotive force, and having a fixed piece mounted at one end thereof, the Z-axis driving motor of the wire bonder.
4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention
와이어본더 장비에서 캐필러리를 Z축방향으로 구동시키는 것임.This is to drive the capillary in Z-axis direction in wire bonder equipment.
Description
본 발명은 반도체 패키지 조립공정을 수행하는 와이어 본딩장치에서, 캐필러리를 Z축방향으로 구동시키는 구동모터에 관한 것으로, 특히 상기 캐필러리의 Z축 위치제어의 정밀도를 향성시키며, 고속성능을 이룰 수 있는 와이어본더 장비의 Z축 구동모터에 관한 것이다.The present invention relates to a drive motor for driving a capillary in the Z-axis direction in a wire bonding apparatus for performing a semiconductor package assembly process, in particular, to improve the precision of the Z-axis position control of the capillary, and achieve high speed performance. The Z-axis drive motor of the wire bonder equipment.
일반적으로, 와이어 본더에서의 Z축 구동장치는 X-Y테이블에 의해 본딩위치로 이송된 본딩헤드를 상하구동시키면서 리드프레임과 패드를 접속시키는 와이어 본딩이 가능하도록 캐필러리를 미세위치이동시키는 장치이다.In general, the Z-axis driving device in the wire bonder is a device for finely moving the capillary to enable wire bonding for connecting the lead frame and the pad while driving the bonding head transferred to the bonding position by the X-Y table.
종래의 Z축 구동장치는 기계적인 위치나, 방향, 각도 등을 목표하는 값이 되도록 자동제어하여 실제속도값을 출력하는 회전 서보 모터와, 상기 서보모터의 동력을 전달받아 회전운동을 상하 수직운동으로 변환하도록 편심구동하는 캠과 베어링이 구비된 이동블록과, 상기 이동블록의 구동에 따른 회전각을 감지하는 회전 엔코더가 구비되며, 상기 엔코더의 출력값만큼 캐필러리가 미세구동하면서 와이어본딩작업을 수행하도록 되어 있다.Conventional Z-axis drive device is a rotary servo motor that automatically outputs the actual speed value by automatically controlling the mechanical position, direction, angle, etc. to a target value, and rotates the vertical movement by receiving the power of the servo motor. A moving block is provided with a cam and a bearing for eccentric driving to convert to a rotational encoder, and a rotary encoder for detecting a rotation angle according to the driving of the moving block. The capillary finely drives the output value of the encoder to perform wire bonding. It is supposed to be.
상기와 같은 구성을 가지는 종래의 Z축 구동장치의 동작상태를 간략히 살펴보면 다음과 같다.Looking briefly at the operating state of the conventional Z-axis drive device having the configuration as described above.
스테이지상에 본딩헤드가 놓여지고, X-Y축 테이블 구동장치인 리니어모터가 구동함에 따라 X-Y축 테이블이 이송하여 본딩헤드를 본딩위치로 이송시키면, 회전 서보모터가 원하는 값만큼 회전구동하게 되고 이어 상기 캠의 편심구동으로 이동블록을 상하이동시킨다. 이에따라 상기 캐필러리가 리드프레임과 패드를 와이어본딩하여 접속시킨다.When the bonding head is placed on the stage and the linear motor, which is the XY axis table driving device, is driven and the XY axis table is transferred and the bonding head is moved to the bonding position, the rotating servo motor is rotated by a desired value. The moving block is moved to Shanghai by the eccentric drive of. Accordingly, the capillary connects the lead frame and the pad by wire bonding.
상기의 Z축 구동장치에서 구동원인 리니어모터는 원통형 코일이거나, 플랫 타입 마그네트(flat type magnet)을 주로 사용하고 있는데, 상기 리니어 모터가 전자의 원통형 코일인 경우에는 동일 사양에 대해 부피가 커지고 무게가 많이 나감으로써 고속성능을 얻기 힘들뿐만 아니라, Z축 테이블의 Z축방향 이동속도를 증가시키기 위한 요구조건을 만족하기에는 한계가 따른다. 또한, 후자의 플랫타입 마그네트로 이루어진 경우에는 적은 동력을 받는 구간에서 이력현상(hysterisis)이 발생하므로써 동력을 일정하게 유지할 수 있는 부가장치를 장착해야 하는 문제점이 있었다.In the above Z-axis drive, the linear motor which is the driving source is a cylindrical coil or a flat type magnet, and when the linear motor is an electron cylindrical coil, the volume and weight are increased for the same specification. Not only is it difficult to achieve high speed performance by a large number, but there is a limit to satisfy the requirements for increasing the Z-axis movement speed of the Z-axis table. In addition, in the case of the latter flat type magnets, hysterisis is generated in a section receiving little power, and thus there is a problem in that an additional device capable of maintaining constant power is required.
따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 회전운동을 직선운동으로 변환하는 장치나 편심캠 어셈블리의 필요없이 모터 자체내에서 선형운동을 유발시킴으로써 기계적 효율 및 고속성능을 향상시킬 수 있는 와이어 본더의 Z축 구동모터를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in order to solve the above problems, to improve the mechanical efficiency and high speed performance by inducing a linear motion in the motor itself without the need of an apparatus or an eccentric cam assembly for converting rotational motion into a linear motion It is an object of the present invention to provide a Z-axis drive motor of a wire bonder.
또한, 본 발명은 모터가 회전운동을 상하 직선운동으로 자체 변환하므로써 이동질량의 감소로 인한 고속성능과 위치제어의 정밀도를 향상시키며 기계적인 구성요소를 단순화할 수 있는 와이어본더 장비의 Z축 구동모터를 제공함에 다른 목적이 있다.In addition, the present invention is the Z-axis drive motor of the wire bonder equipment that can improve the high-speed performance and position control accuracy and simplify the mechanical components by reducing the moving mass by the motor itself converts the rotational movement to the vertical movement There is another purpose in providing it.
도1은 본 발명에 의한 와이어본더 장비의 Z축 구동모터의 일실시예 구성을 나타낸 분해 사시도.1 is an exploded perspective view showing an embodiment configuration of a Z-axis drive motor of the wire bonder equipment according to the present invention.
도2는 본 발명에 의한 와이어본더 장비의 Z축 구동모터의 조립사시도.Figure 2 is an assembled perspective view of the Z-axis drive motor of the wire bonder equipment according to the present invention.
도3은 본 발명에 의한 Z축 구동모터의 작동을 설명하기 위한 개념도.Figure 3 is a conceptual diagram for explaining the operation of the Z-axis drive motor according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
11 : 본체 11a : 양 측판11: body 11a: both side plates
11b, 11c : 상,하판 12 : 고정자석11b, 11c: upper and lower plates 12: stationary magnet
13 : 코일권선 14 : 고정편13 coil winding 14 fixed piece
15 : 완충패드15: buffer pad
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 와이어본딩 장치내에 포함되어 와이어 본딩작업을 수행하는 Z축테이블에 수직방향 이동력을 제공하는 Z축 구동모터에 있어서, 소정간격을 두고 직립되게 장착된 양 측판과 상,하판으로 이루어진 본체; 상기 본체의 양 측판 내면에 서로 반대의 극을 가지고 장착된 적어도 한쌍의 고정자석; 및 상기 본체의 관통홀에 비접촉상태로 장착되어 유도 기전력에 의해 상하 자유직진이동하며, 일단부에 고정편이 장착된 이동수단을 포함하는 와이어 본더의 Z축 구동모터를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, in the Z-axis drive motor that provides a vertical movement force to the Z-axis table included in the wire bonding device for performing the wire bonding operation, both side plates mounted upright with a predetermined interval A main body consisting of upper and lower plates; At least one pair of stator magnets mounted on both inner side surfaces of the main body with opposite poles; And a non-contact state mounted in the through-hole of the main body so as to move up and down freely by induction electromotive force, and having a fixed piece mounted at one end thereof, the Z-axis driving motor of the wire bonder.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention;
본 발명에 의한 와이어본더 장비의 Z축 구동모터는 캐필러리의 Z축 위치제어의 정밀도를 향상시킬 수 있도록 구현한 것으로, 본 발명의 Z축 구동모터는 도1에 도시된 바와 같이 외부로부터 인가되는 전원에 의해 유도 기전력을 발생시켜 상하 직진구동하는 리니어 모터로 형성된다. 상기 리니어 모터는 와이어와 패드간의 접속을 수행하는 캐필러리에 회동력을 전달하기 위한 구동원이다.Z-axis drive motor of the wire bonder according to the present invention is implemented to improve the accuracy of the Z-axis position control of the capillary, Z-axis drive motor of the present invention is applied from the outside as shown in FIG. It is formed of a linear motor that generates induced electromotive force by a power supply and drives up and down. The linear motor is a driving source for transmitting the rotational force to the capillary which performs the connection between the wire and the pad.
본 실시예에서의 리니어모터는 와이어본딩 장치내에 포함되어 본딩헤드에 가로 및 세로방향 이동력을 제공하는 X,Y축 테이블의 스테이지를 구동시키는 구동원으로써 적용되는 일예를 보여 주고 있으나, 이에 국한하거나 한정하는 것은 아니고, 직진구동력을 제공하는 모든 장비에 적용할 수 있음은 주지의 사실이다.The linear motor in the present embodiment shows an example that is applied as a driving source included in the wire bonding device to drive the stage of the X, Y axis table to provide horizontal and longitudinal movement force to the bonding head, but is not limited thereto. It is well known that it can be applied to any equipment that provides a linear driving force.
본 실시예에서의 상기 리니어 모터는 도시한 바와 같이 소정간격을 두고 직립되게 장착된 양 측판(11a)과 상,하판(11b, 11c)으로 이루어진 본체(11)와, 상기 본체(11)의 양 측판(11a) 내면에 서로 반대의 극을 가지고 장착된 적어도 한쌍의 고정자석(12) 및 상기 본체(11)의 관통홀에 비접촉상태로 장착되어 유도 기전력에 의해 상하 자유직진이동하며, 일단부에 고정편(14)이 장착된 코일권선(13)으로 구성되어 있다.In the present embodiment, the linear motor includes a main body 11 consisting of both side plates 11a and upper and lower plates 11b and 11c mounted upright with a predetermined interval as shown, and the amount of the main body 11. At least one pair of stationary magnets 12 mounted on the inner surface of the side plate 11a and the through-holes of the main body 11 are mounted in a non-contact state to move up and down freely by induced electromotive force. It consists of the coil winding 13 in which the fixed piece 14 was attached.
본 발명에서의 상기 고정자석(12)은 양측판(11a)에 두 개씩 부착된 4개의 고정자석으로 이루어지며, 자극의 배열은 N-S극, S-N극 방향으로 서로 대향하는 면이 상극으로 배열되므로써 인력이 작용하도록 한 구조로 되어 있으며, 또한 상기 본체(11)의 상,하판(11b, 11c)의 일면에는 상기 코일권선이 직진이동에 따른 충돌시 충격을 흡수할 수 있는 완충패드(15)가 장착된다.The stator magnet 12 in the present invention is composed of four stator magnets attached to each of the two side plates (11a), and the magnetic pole is arranged so that the opposite sides of the magnetic pole in the NS pole, SN pole direction arranged in the upper pole This structure is configured to act, and the upper and lower plates (11b, 11c) of the main body 11 is equipped with a buffer pad (15) that can absorb the impact of the coil winding in the event of a collision due to the straight movement do.
여기서, 상기 코일권선(13)은 외부가 몰딩처리된 직사각형으로 납작하게 감긴 플랫타입 형상을 가지며, 외부가 몰딩처리되어 있고, 상기 상,하 고정자석(12)과 코일권선(13) 사이는 0.1 ∼0.2mm의 유격이 형성되어 있어 외부로부터 인가된 전압에 의해 상하 직진이동을 할 수 있도록 된 구조이다.Here, the coil winding 13 has a flat-type shape that is wound flat into a rectangular shape molded outside, the outside is molded, and between the upper and lower stator magnet 12 and the coil winding 13 is 0.1 It has a clearance of ~ 0.2mm, which allows it to move straight up and down by the voltage applied from the outside.
상기 코일권선(13)의 고정편(14)에는 그의 직진이동에 의해 회동하는 이동블럭(2)이 장착되며, 상기 이동블록을 통하여 와이어 클램프 어셈블리의 캐필러리에 전달되어 와이어를 패드상에 접속하게 되는 것이다.The fixed piece 14 of the coil winding 13 is equipped with a moving block 2 which is rotated by the linear movement thereof, and is transferred to the capillary of the wire clamp assembly through the moving block to connect the wire on the pad. Will be.
상기와 같이 구성된 리니어모터의 운동에 대한 개념적인 설명을 도3을 참조하여 설명한다.A conceptual description of the motion of the linear motor configured as described above will be described with reference to FIG.
도면에 도시된 바와 같이, 양 측판에 장착되어 있는 고정자석(12)의 N극, S극이 서로 반대의 극성으로 대향되어 있는 상태에서 상기 코일권선(13)에 전원을 인가하게 됨에 따라 상기 코일권선(13)에 유도기전력이 발생하여 상하 자유직진이동하게 되는 것이며, 상기 코일권선(13)의 직진방향과 직각방향으로는 아무로 자장의 힘을 받지 않는다.As shown in the figure, as the N pole and the S pole of the stator magnets 12 mounted on both side plates are applied with power to the coil winding 13 in a state opposite to each other with the opposite polarity, the coil Induction electromotive force is generated in the winding 13 to move up and down freely, and no magnetic field force is applied in a direction perpendicular to the straight direction of the coil winding 13.
본 발명의 Z축 구동모터가 구동되는 동작상태를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation state in which the Z-axis drive motor of the present invention is driven as follows.
본 발명의 Z축 구동모터는 먼저 와이어본딩 장치에서의 본딩헤드가 본딩위치로 이동된 상태에서, 위치 콘트롤러로부터 위치명령이 출력됨에 따라 이 신호가 외부의 파워 증폭기를 통하여 증폭되어 해당 전류와 전압으로 코일권선에 인가된다. 이에따라 상기 코일권선(13)에는 유도기전력이 발생되어 도2에 도시한 화살표방향으로의 동작을 하게 된다. 그리고. 상기 코일권선(13)의 동작은 그의 고정편(14)에 부착되어 있는 이동블록(도면에 표시하지 않음)에 상하직진 이동력으로 전달되는데, 이때, 상기 이동블록에 장착되어 있는 힌지 어셈리에 의하여 상기 Z축모터의 상하 직진이동이 이동블록의 회동운동으로 변환되는 것이다.In the Z-axis driving motor of the present invention, the signal is amplified by an external power amplifier as the position command is output from the position controller while the bonding head of the wire bonding apparatus is moved to the bonding position. It is applied to the coil winding. Accordingly, induction electromotive force is generated in the coil winding 13 to operate in the direction of the arrow shown in FIG. And. The operation of the coil winding 13 is transmitted to the moving block (not shown) attached to the fixing piece 14 of the coil winding 13 in a vertical movement force, by the hinge assembly attached to the moving block. Up and down linear movement of the Z-axis motor is converted to the rotational movement of the moving block.
이때, 상기 Z축 구동모터가 운동하는 각도는 이동블록에 장착된 엔코더에 의해 측정되고 변환기를 통하여 캐필러리에 인가되므로써 상기 캐필러리가 동작하는 현재의 위치제어를 수행할 수 있는 것이다.In this case, the angle at which the Z-axis driving motor moves is measured by an encoder mounted on the moving block and applied to the capillary through a transducer, thereby performing the current position control of the capillary.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be evident to those who have knowledge of.
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 플랫타입의 이동코일에서 발생하는 유도기전력에 의해 캐필러리를 직진이동시키므로써 취부가 간단하고, 별도의 회전운동을 직진운동으로 변환할 장치가 필요없어 기계적인 효율을 향상시킬 수 있으며, 좌우 고정자석 사이에서 비접촉상태로 코일권선이 장착되어 있기 때문에 비선형적인 마찰이 전혀 없게 된다.As described above, according to the present invention, the installation is simple by moving the capillary straight by the induced electromotive force generated in the flat type moving coil, and there is no need for a device for converting a separate rotary motion into a straight motion. Efficiency can be improved, and since the coil winding is mounted in a non-contact state between the left and right stator magnets, there is no nonlinear friction.
그리고, 부피의 제약을 받지 않기 때문에 고정자석의 수를 다수개 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 정확한 위치제어가 가능하고, 고속성능을 이룰수 있는 효과를 가진다.In addition, since it is not limited by the volume, it is possible not only to use a large number of stator magnets, but also to precise position control and achieve high speed performance.
Claims (6)
Priority Applications (3)
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KR1019980002153A KR19990066319A (en) | 1998-01-23 | 1998-01-23 | Jet Shaft Drive Motor for Wire Bonder |
JP01632099A JP3631030B2 (en) | 1998-01-23 | 1999-01-25 | X, Y, Z axis drive device equipped with wire bonder and position control method thereof |
US09/235,754 US6286749B1 (en) | 1998-01-23 | 1999-01-25 | Apparatus for moving a bonding head of a wire bonder in X, Y and Z axial directions |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS6419955A (en) * | 1987-07-10 | 1989-01-24 | Seiko Epson Corp | Linear motor |
JPH0837772A (en) * | 1994-07-22 | 1996-02-06 | Sokkia Co Ltd | Linear motor |
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1998
- 1998-01-23 KR KR1019980002153A patent/KR19990066319A/en not_active Application Discontinuation
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