KR20040086158A - 본딩 장치 - Google Patents

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KR20040086158A
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가쿠타니오사무
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가부시키가이샤 신가와
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Abstract

본딩 장치에서 본딩헤드부의 이동 속도를 보다 고속으로 하고, 위치결정 정밀도를 보다 향상시키는 것이다.
와이어본더(100)는, 가대(12)상에, 2개의 리니어 모터(130, 140)와, 본딩헤드부(120)를 평면내에서 이동가능하게 유체압지지하는 헤드부 지지 스테이지(114)를 구비한다. 리니어 모터(130, 140)는, 각각 구동부(132, 142)와, 가동 코일부(134, 144)를 구비하고, 본딩헤드부(120)에 제 1 리니어 모터(130)의 가동 코일부(134)로부터 연장된 암(136)이 고정되고, 제 2 리니어 모터(140)의 가동 코일부(144)로부터 연장된 암(146)이 축지지된다. 본딩헤드부(120)에는, 암(136, 146)을 통해서 그 중심(G)을 향하여 구동력이 더해지고, 그 위치 이동이 행해진다.

Description

본딩 장치{BONDING APPARATUS}
본 발명은, 본딩 장치에 관한 것이며, 특히 본딩 작업을 행하는 본딩부를 임의의 위치에 이동시키는 이동 기구를 구비한 본딩 장치에 관한 것이다.
와이어본더는, 반도체 칩 등의 다이에 설치된 복수의 본딩 패드와, 회로기판 등에 설치된 본딩 리드 사이를 가는 금 와이어 등으로 접속하기 위해서 사용되는 장치이다. 본딩 패드 및 본딩 리드의 소정의 위치에 금 와이어 등을 정확하게 위치결정하여 본딩하기 위해서, 금 와이어를 삽입통과시키고 유지한 본딩 툴이나 위치결정 카메라를 탑재한 본딩헤드부를 임의의 위치로 이동시키는 기구가 필요하다.
도 15는, 종래의 와이어본더(10)에서의 본딩헤드부(20)의 이동 기구의 평면도이다. 이 기구는, 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 소위 XY테이블 기구로서 알려져 있는 기구이며, 와이어본더(10)의 가대(架臺)(12)상에 설치된 테이블 유지대(14)상에 X테이블(16)과, Y테이블(18)이 중첩되고, 본딩헤드부(20)는, Y테이블(18)상에 고정되는 구성으로 되어 있다. 본딩헤드부(20)에는, 금 와이어를 삽입통과시키고 유지하는 캐필러리를 선단에 갖는 본딩 툴(22)과, 위치 검출 카메라(24)가 부착되어 있다. 가대(12)에는, 회로기판의 반송로(50)가 설치되고, 회로기판이 대략 본딩 툴(22)의 바로 아래의 본딩 작업 영역(52)에 오도록 반송된다. 따라서 X테이블(16)을 도면에 도시하는 X방향으로 이동시키고, 그 X테이블(16)상에서 Y테이블(18)을 Y방향에 이동시킴으로써 본딩헤드부(20)를 XY평면내에서 임의의 위치에 이동시키고, 위치 검출 카메라(24)를 사용하여 위치 검출하고, 그것에 기초하여 원하는 위치에 본딩 툴(22)을 이동시킬 수 있다. 그리고 도시되어 있지 않은 Z방향 이동 기구에 의해 본딩 툴을 Z방향으로 이동시킴으로써 본딩 작업을 행할 수 있다.
여기에서 X테이블(16)은, X방향 리니어 모터(30)에 의해 구동되고, 도면에 도시되어 있지 않은 리니어 가이드에 안내되어서 테이블 유지대(14)상을 X방향으로 이동할 수 있다. 즉 X방향 리니어 모터(30)는, 코일에 수직한 방향의 구동 자계를 발생하는 구동부(32)와, 코일 전류를 흘려 구동 자계로부터 X방향의 구동력을 받는 가동 코일(34)을 구비하고, 가동 코일(34)이 암(36)을 통하여 X테이블(16)에 접속된다. 또, Y테이블(18)은, Y방향 리니어 모터(40)에 의해 구동되고, 도시되어 있지 않은 리니어 가이드에 안내되어서 X테이블(16) 위를 도면에 도시하는 Y방향으로 이동할 수 있다. Y방향 리니어 모터(40)도, XY평면에 수직한 방향의 구동 자계를 발생하는 구동부(42)와, 코일에 전류를 흘려 그 X방향 성분 전류에 의해 구동 자계로부터 Y방향의 구동력을 받는 가동 코일(44)을 구비하고, 가동 코일(44)이 암(46)을 통하여 Y테이블(18)에 접속된다.
(특허문헌 1) 일본 특개 2002-329772호 공보
이와 같이 XY테이블 기구를 사용함으로써 본딩헤드부를 임의의 위치로 이동할 수 있고, 본딩 작업을 행할 수 있는데, 이 기구에는 이하에 말하는 몇개의 과제가 있다.
1. 본딩헤드부가, 2단으로 겹쳐진 X테이블과 Y테이블상에 탑재되기 때문에, 이동을 위해서 구동해야 할 질량이 본딩헤드부의 질량뿐만아니라 X테이블이나 Y테이블의 질량도 가산된다. 따라서, 무거운 질량을 구동하게 되어, 본딩헤드부의 이동 속도를 보다 고속화하기 곤란하다.
2. X테이블상을 Y테이블 및 본딩헤드부가 Y방향으로 이동하므로, X방향 구동 모터의 구동 방향과, Y테이블 및 본딩헤드부의 중심위치 사이에 편심이 생긴다. 이 때문에 X방향의 구동력에 의해 본딩헤드부에 대한 회전력이 생기고, 이것을 방지하기 위해서, 리니어 가이드 등의 안내 기구의 강성을 높일 필요가 있고, 그것을 위한 질량이 더욱 증가한다. 따라서, 본딩헤드부의 이동 속도의 고속화를 저해한다.
3. X방향의 이동 정밀도 및 Y방향의 이동 정밀도를 정하는 리니어 가이드의 진직(眞直) 정밀도의 향상에 한도가 있어, 위치결정 정밀도를 보다 높이기 곤란하다.
4. X테이블의 이동에 따라, 그 위의 Y테이블도 X방향으로 이동한다. 즉, Y방향 액추에이터의 가동 코일은, Y방향으로 이동할 뿐만아니라 X방향으로도 이동한다. 따라서, Y방향 액추에이터의 구동 자계 발생용 자석은, 이 가동 코일의 이동 범위를 커버하기 위해서 대형화되어, 코스트가 상승된다.
이들 과제에 대하여, 예를 들면, 구동력의 방향과 중심과의 편심을 줄이기 위해서, 코일의 형상을 본딩헤드의 중심을 중심으로 하는 원호형상으로 형성하는 형성하는 연구가 제안되고 있지만, 구조가 복잡해진다. 또, 자석을 소형화하기 위해서, Y방향 액추에이터와 Y테이블과의 접속을 암이 아니라 조인트 접속으로 하는 구조를 사용할 수 있지만, 그 만큼 구동해야 할 질량이 증가하여, Y방향의 구동력을 증가시키기 위해 Y방향 모터가 대형화된다. 또, 조인트 접속으로 하므로, 그 부분의 강성을 높게 취할 수 없다. 더욱이 X테이블이 움직이므로 Y액추에이터의 추력중심과 부하의 중심이 편심하여, 고속화하기 어렵다.
본 발명의 목적은, 이러한 종래 기술의 과제를 해결하고, 본딩헤드부의 이동 속도의 보다 고속화를 가능하게 하는 본딩 장치를 제공하는 것이다. 다른 목적은, 본딩헤드부의 위치결정 정밀도를 보다 향상시키는 본딩 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 관계되는 실시형태에서의 와이어본더의 평면도이며, 특히 본딩헤드부의 이동 기구를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 관계되는 실시형태에서의 와이어본더의 측면도이다.
도 3은 본 발명에 관계되는 실시형태에서 본딩헤드부가 유체압 지지되는 양상을 도시하는 도면이다.
도 4는 본딩헤드부의 유체압지지에 대해서 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 5는 본딩헤드부의 유체압지지에 대해서 또 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명에 관계되는 실시형태에서 제 1 리니어 모터 및 제 2 리니어 모터의 공통 부분의 상세도이다.
도 7은 본 발명에 관계되는 실시형태에서 본딩헤드부의 이동 궤적을 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명에 관계되는 실시형태에서 본딩헤드부의 이동 궤적을 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명에 관계되는 실시형태에서 본딩헤드부의 이동 궤적을 설명하는 도면이다.
도 10은 다른 실시형태에서의 제 1 리니어 모터 및 제 2 리니어 모터의 공통부분의 상세도이다.
도 11은 다른 실시형태에서 본딩헤드부의 이동 궤적을 설명하는 도면이다.
도 12는 다른 실시형태에서 본딩헤드부의 이동 궤적을 설명하는 도면이다.
도 13은 다른 실시형태에서 본딩헤드부의 이동 궤적을 설명하는 도면이다.
도 14는 다른 실시형태에서, 본딩헤드부를 매달아서 지지하는 가대를 사용하는 와이어본더의 측면도이다.
도 15는 종래의 와이어본더에서의 본딩헤드부의 이동 기구의 평면도이다.
(부호의 설명)
10, 100, 101 와이어본더 12, 190 가대
14 테이블 유지대 16 X테이블
18 Y테이블 20, 120 본딩헤드부
22 본딩 툴 24 위치 검출 카메라
30 X방향 리니어 모터 32, 42, 132, 142, 202 구동부
34, 44 가동 코일 36, 46, 136, 146 암
40 Y방향 리니어 모터 114 헤드부 지지 스테이지
130 제 1 리니어 모터 140 제 2 리니어 모터
134, 144, 204, 304 가동 코일부 138 고정단
148 축지지단 150 제어부
173, 174 진공흡인구 175, 176 에어 분출구
200, 300 공통 부분 208, 308 회전 구멍
212 요크부 220 상부 자석
222 하부자석 230 중공 코일
232, 332 지지 부재 234 가이드
236 가이드 홈 부재 238 회전축
240 위치 검출 센서.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 관계되는 본딩 장치는, 본딩 대상에 대하여 본딩 작업을 행하는 본딩헤드부와, 본딩헤드부를 임의인 위치로 이동시키는 이동 기구를 포함하는 본딩 장치로서, 이동 기구는, 가대에 회전 자유롭게 지지되는 리니어 가이드를 따라 이동할 수 있는 제 1 가동자와, 제 1 가동자를 구동하는 구동부를 갖는 제 1 액추에이터와, 가대에 회전 자유롭게 지지되는 리니어 가이드를 따라 이동할 수 있는 제 2 가동자와, 제 2 가동자를 구동하는 구동부를 갖는 제 2 액추에이터를 포함하고, 본딩헤드부에 제 1 가동자가 고정되고, 제 2 가동자가 축지지되는 것을 특징으로 한다.
또, 제 1 액추에이터는, 구동부와 제 1 가동자를 안내하는 리니어 가이드가 일체로서 가대에 대하여 회전 자유롭게 지지되고, 제 2 액추에이터는, 구동부와 제 2 가동자를 안내하는 리니어 가이드가 일체로서 가대에 대하여 회전 자유롭게 지지되어도 좋다.
또, 제 1 액추에이터는, 제 1 가동자로서의 제 1 가동 코일과, 제 1 가동 코일에 쇄교(鎖交) 자속을 주는 자석을 포함하고 가대에 고정되는 구동부를 갖고, 제 1 가동 코일의 크기는, 제 1 가동 코일의 회전 및 직선이동에 의해 제 1 가동 코일에 주어지는 쇄교 자속량이 변화되지 않는 조건에 기초하여 설정되고, 제 2 액추에이터는, 제 2 가동자로서의 제 2 가동 코일과, 제 2 가동 코일에 쇄교 자속을 주는 자석을 포함하고 가대에 고정되는 구동부를 갖고, 제 2 가동 코일의 크기가, 제 2 가동 코일의 회전 및 직선이동에 의해 제 2 가동 코일에 주어지는 쇄교 자속량이 변화되지 않는 조건에 기초하여 설정되는 것이 바람직하다.
또, 본 발명에 관계되는 본딩 장치는, 본딩 대상에 대하여 본딩 작업을 행하는 본딩헤드부와, 본딩헤드부를 임의의 위치에 이동시키는 이동 기구를 포함하는 본딩 장치로서, 이동 기구는, 가대에 고정되는 리니어 가이드를 따라 이동할 수 있는 슬라이딩대에 회전 자유롭게 지지되는 제 1 가동자인 제 1 가동 코일과, 제 1 가동 코일에 쇄교 자속을 부여하는 자석을 포함하고 가대에 고정되는 구동부를 갖고, 제 1 가동 코일의 크기가, 제 1 가동 코일의 회전 및 직선이동에 의해 제 1 가동 코일에 부여되는 쇄교 자속량이 변화되지 않는 조건에 기초하여 설정되는 제 1 액추에이터와, 가대에 고정되는 리니어 가이드를 따라 이동할 수 있는 슬라이딩대에 회전 자유롭게 지지되는 제 2 가동자인 제 2 가동 코일과, 제 2 가동 코일에 쇄교 자속을 부여하는 자석을 포함하고 가대에 고정되는 구동부를 갖고, 제 2 가동 코일의 크기가, 제 2 가동 코일의 회전 및 직선이동에 의해 제 2 가동 코일에 부여되는 쇄교 자속량이 변화되지 않는 조건에 기초하여 설정되는 제 2 액추에이터를 포함하고, 본딩헤드부에 제 1 가동자가 고정되고, 제 2 가동자가 축지지 되는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명에 관계되는 본딩 장치에 있어서, 제 1 가동자의 회전 중심과 제 1 가동자가 본딩헤드부에 고정되는 고정점을 연결하는 직선과, 제 2 가동자의 회전 중심과 제 2 가동자가 본딩헤드부에 축지지되는 축지지점을 연결하는 직선과의 교점이, 본딩헤드부의 중심위치에 대략 일치하는 것이 바람직하다.
또, 본딩헤드부는 가대에 대하여 유체압에 의해 지지되는 것이 바람직하다. 또, 가대는, 유체압에 의해 본딩헤드부를 지지하는 유체압 지지 가대인 것이 바람직하다.
또, 가대는, 본딩헤드부를 매달아서 지지하는 매달기 가대인 것이 바람직하다.
또, 본 발명에 관계되는 본딩 장치에 있어서, 제 1 가동자의 위치를 검출하는 제 1 센서와, 제 2 가동자의 위치를 검출하는 제 2 센서와, 제 1 센서의 검출 데이터 및 제 1 센서의 검출 데이터에 기초하여, 본딩헤드부의 위치를 가대에 대한직교 좌표계의 위치로서 산출하는 위치 산출 수단과, 산출된 직교 좌표계의 위치에 기초하여 본딩헤드부의 위치 제어를 행하는 제어 수단을 구비하는 것이 바람직하다.
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
이하에 도면을 사용하여 본 발명에 관계되는 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에서, 본딩 장치는 와이어본더로서 설명하지만, 다이본더, 페이스다운 본더 등의 본딩 장치라도 좋다. 도 1은 와이어본더(100)의 평면도이고, 특히 본딩헤드부(120)의 이동 기구를 도시한 도면이다. 도 2는, 와이어본더(100)의 측면도이다. 도 15와 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙였다.
와이어본더(100)는, 가대(12)상에, 2개의 리니어 모터(130, 140)와, 본딩헤드부(120)를 유체압에 의해 평면내에서 이동가능하게 지지하는 헤드부 지지 스테이지(114)와, 회로기판의 반송로(50)를 구비한다.
본딩헤드부(120)는, 금 와이어를 삽입통과시키고 유지하는 캐필러리를 선단에 갖는 본딩 툴(22)과, 위치 검출 카메라(24)를 구비하고, 바닥면이 평탄한 부재이다. 2개의 리니어 모터(130, 140)는, 뒤에 상술하는 바와 같이, 각각의 가동자가 본딩헤드부(120)에 접속된다. 또, 본딩 툴(22)의 거의 바로 아래에 본딩 작업 영역(52)이 설정되고, 거기에 반송로(50)에 의해 회로기판이 반송되어 온다. 본딩 툴(22)은, 도시되어 있지 않은 Z방향 이동 기구에 의해, 도면에 도시하는 XY평면에 수직의 Z방향으로 이동가능하다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 와이어본더(100)에는, 제어부(150)와조작반(160)이 설치된다. 조작반(160)은, 와이어본딩 작업에 필요한 조건의 설정을 행하는 패널반에서, 예를 들면 수동입력이나 버튼 설정 등에 의해 필요한 조건을 입력할 수 있다. 제어부(150)는, 와이어본더(100) 전체의 동작을 제어하는 전자회로 블록이고, 예를 들면 설정된 조건에 따라 동작 소프트웨어를 실행하여 리니어 모터(130, 140)나 헤드부 지지 스테이지(114)의 유체압 지지를 제어하고, 본딩헤드부(120)의 위치결정 제어를 행할 수 있다. 제어부(150)의 기능은, 그 일부 또는 전부를 하드웨어로 행해도 좋다.
2개의 리니어 모터(130, 140)중 제 1 리니어 모터(130)는, XY평면에 수직한 방향의 구동 자계를 발생하는 구동부(132)와, 코일 전류를 흘려 구동 자계로부터 구동력을 받는 가동 코일부(134)를 갖추고, 가동 코일부(134)에 고정된 암(136)의 일단은, 본딩헤드부(120)의 고정단(138)으로 본딩헤드부(120)에 접속된다. 제 2 리니어 모터(140)도, XY평면에 수직한 방향의 구동 자계를 발생하는 구동부(142)와, 가동 코일부(144)를 구비하지만, 가동 코일부(144)에 고정된 암(146)의 일단은, 본딩헤드부(120)의 축지지단(148)으로 본딩헤드부(120)에 접속된다.
고정단(138)에서의 암(136)의 일단과 본딩헤드부(120)의 고정은, 볼트 고정이나 나사 죔을 사용할 수 있다. 또, 접착 등의 접합 기술을 사용해도 좋다. 또, 본딩헤드부(120)와 암(146)을 일체화구조로 해도 좋다. 축지지단(148)에서의 암(146)의 일단과 본딩헤드부(120)의 축지지는, 회전축받이 구조를 사용할 수 있다. 또, 소위 크로스 피벗 판 스프링을 사용해도 좋다. 크로스 피벗 판 스프링은, 중심 지지점의 둘레에 서로 직교하는 4개의 판 스프링 형상 설치부를 갖는 부재이고, 4개의 판 스프링형상 설치부중에서 동일한 축방향(예를 들면 이것을 X방향으로 하여)으로 연장되는 2개를 암(146)의 일단에, 이것과 직교하는 방향(Y방향)으로 연장되는 다른 2개를 본딩헤드부(120)에 부착함으로써, 크로스 피벗 판 스프링 의 중심 지지점을 축지지단으로 할 수 있다.
제 1 리니어 모터(130, 140)의 배치는, 구동이 행해지지 않는 초기 상태에 있어서, 암(136)과 암(146)의 교점이 본딩헤드부(120)의 중심(G)을 통과하도록 설정된다. 따라서, 본딩헤드부(120)에는, 암(136, 146)을 통해서 그 중심(G)을 향하여 구동력이 가해지고, 암(136, 146)의 운동에 규제되어서, 그 위치 이동이 행해지게 된다.
본딩헤드부(120)는 가대(12)에 대하여 유체압에 의해 지지된다. 즉, 가대(12)의 헤드부 지지 스테이지(114)의 표면과 본딩헤드부(120)의 바닥면과의 사이에서 에어 분출과 진공흡인이 행해지고, 본딩헤드부(120)는 헤드부 지지 스테이지(114)의 평면상을 유체압에 의해 지지되면서 이동할 수 있다.
도 3은, 본딩헤드부(120)의 바닥면에 대향하는 헤드부 지지 스테이지(114)의 평면도이다. 헤드부 지지 스테이지(114)는, 평탄가공 처리된 지지 영역(170)의 대략 중앙에 진공흡인구(174)와, 그 둘레에 4개 배치된 에어 분출구(176)를 구비하고, 본딩헤드부(120)와의 사이에 소위 에어 베어링 구조를 구성한다. 진공흡인구(174) 및 에어 분출구(176)는, 암(136, 146)의 운동에 규제되는 본딩헤드부(120)의 이동 영역(172)의 내부에 설치된다. 진공흡인구(174)는 도시되어 있지 않은 진공장치에 접속되고, 에어 분출구(176)는 도시되어 있지 않은 에어 가압장치에 접속된다. 에어 가압 장치는, 공기를 가압하여 공급하는 것 이외에, 질소 가스 등의 다른 기체를 가압하여 공급하는 것이라도 좋다. 진공압력과 에어 압력은, 본딩헤드부를 지지 영역(170)의 표면으로부터 부상시켜, 암(136, 146)의 운동에 의해 본딩헤드부가 원활하게 이동할 수 있는 적당한 값으로 제어부에 의해 제어된다. 예를 들면, 본딩헤드부의 전체 질량을 1600그램이라 하면, (진공압력×진공흡인구 면적)을 -50N, (에어 압력×에어 분출구 면적)을 +66N으로 제어한다.
이와 같이, 유체압 지지를 위한 에어 분출구 및 진공흡인구를 가대(12)의 헤드부 지지 스테이지(114)측에 설치함으로써 본딩헤드부(120)는 가대(12)에 대하여 유체압에 의해 지지할 수 있다. 이 예의 이외에, 유체압 지지를 위한 에어 분출구 및 진공흡인구를 본딩헤드부(120)의 바닥면측에 설치해도 좋고, 에어 분출구를 미세한 구멍으로 해도 좋다.
도 4는, 본딩헤드부(120)의 바닥면측에 진공흡인구(173)와 미세한 구멍의 에어 분출구(175)를 설치했을 때의, 본딩헤드부(120)와 헤드부 지지 스테이지(114) 사이의 유체압 지지의 모양을 설명하는 도면이다. 헤드부 지지 스테이지(114)는, 그 중앙부가 평탄가공 처리된 헤드 지지 영역(170)으로 되어 있다. 본딩헤드부(120)의 바닥면도 평탄가공 처리되고, 그 대략 중앙에 진공흡인구(173)와, 그 둘레에 복수개 배치된 에어 분출구(175)를 구비하고, 헤드부 지지 스테이지(114)와의 사이에 소위 에어 베어링 구조를 구성한다. 에어 분출구(175)는, 예를 들면 지름 0.5mm의 구멍을 복수개 배치해도 좋고, 또, 소결 금속이나 발포 금속과 같이 미세한 구멍이 무수하게 뚫려 있는 재료를 이 부분에 사용하여, 이들 미세한 구멍으로부터 에어를 분출하도록 해도 좋다. 진공흡인구(173)는 도시되어 있지 않은 진공장치에 접속되고, 에어 분출구(175)는 도시되어 있지 않은 에어 가압 장치에 접속된다. 에어 가압 장치는, 공기를 가압하여 공급하는 것 외에, 질소 가스 등의 다른 기체를 가압하여 공급하는 것이라도 좋다. 진공압력과 에어 압력은, 본딩헤드부를 지지 영역(170)의 표면으로부터 부상시키고, 제 1 가동 암(136)과 제 2 가동 암의 연동에 의해 본딩헤드부가 원활하게 이동할 수 있는 적당한 값으로 설정된다. 이와 같이 본딩헤드부(120)에 진공흡인구(173)와 에어 분출구(175)를 구비하므로, 본딩헤드부(120)는 도 4에 파선으로 도시하는 바와 같이 헤드 지지 영역(170) 전역에서 유체압에 의해 지지되면서 원활하게 이동할 수 있다.
도 5는, 헤드부 지지 스테이지(114)측에 진공흡인구(174)와 미세한 구멍의 에어 분출구(176)를 설치하는 예를 도시하는 도면이다. 이 예에서는, 진공배관이나 에어 배관이 가대측에 고정되어 설치되는 메리트가 있다. 한편, 본딩헤드부(120)의 바닥면이 진공흡인구(174)나 에어 분출구(176)로부터 빠지지 않도록, 그 이동 범위가 제한된다. 즉 도 5에 도시하는 바와 같이, 본딩헤드부(120)의 바닥면의 크기에 비해 진공흡인구(174)와 에어 분출구(176)의 배치 영역이 좁게 설정되고, 본딩헤드부(120)의 이동 범위가 도 5에 도시하는 파선과 같이 제한된다.
도 6은, 제 1 리니어 모터(130) 및 제 2 리니어 모터(140)에서, 공통 부분(200), 즉 구동부와 가동 코일의 부분에 대하여, 이 부분을 구성하는 각 요소를 분해하여 도시한 도면이다. 리니어 모터의 공통 부분(200)에서, 구동부(202)는, 가대(12)의 구동부 고정부(206)에 고정되고, 가동 코일부(204)은, 가대(12)의 회전 구멍(208)에 부착된다. 구동부 고정부(206)에서의 구동부(202)와 가대(12) 사이의 고정은, 볼트 고정이나 나사 죔 또는 접착 등의 고정 수단을 사용할 수 있다. 또, 구동부(202)와 가대(12) 사이를 다른 직선안내로서, 무반동화하면서 구동부(202)를 가대에 대해 지지해도 좋다.
구동부(202)는, 가동 코일에 공급하는 구동 자계를 발생시키는 기능을 갖는 부재이고, 구동부 고정부(206)에 고정되는 기둥 형상의 부재인 다리부(210)와, 다리부(210)의 상부에 고정되어 부착된 요크부(212)로 이루어진다. 요크부(212)는, 상부 요크(214)와 하부 요크(216)와 중앙 요크(218)가 E자형이 되도록 형성된 자성체부재이고, 상부 요크(214)의 하면부에 상부 자석(220)이 부착되고, 하부 요크(216)의 표면부에 하부 자석(222)이 부착된다. 상부 자석(220)과 하부 자석(222)을 제외하고, 다리부(210)와 요크부(212)를 동일 재료를 사용하여, 일체로서 형성해도 좋다.
가동 코일부(204)는, 중공 코일(230)과, 중공 코일(230)을 지지하는 지지 부재(232)와, 지지 부재(232)에 고정되는 가이드(234)와, 가이드(234)와 슬라이딩 가능한 홈을 갖는 가이드 홈 부재(236)와, 가이드 홈 부재(236)에 고정되어 가대(12)의 회전 구멍(208)과 헐겁게 끼워맞추어지는 회전축(238)을 포함하는 조립체이다. 가이드(234)와, 가이드 홈 부재(236)는, 가대(12)에 대하여 회전 자유롭게 지지되는 리니어 가이드를 구성한다. 따라서, 중공 코일(230)은, 리니어 가이드에 안내되어 직선운동을 하는 동시에, 가대(12)에 설치된 회전 구멍(208)을 회전 중심으로하여, 리니어 가이드마다 회전운동을 할 수 있다. 또한, 본딩헤드부와 접속되는 암은, 지지 부재(232)에 고정되어 설치된다.
회전 구멍과 회전축과의 조합에 의한 회전 기구에 있어서는, 회전축받이 구조를 사용할 수 있다. 또, 에어 베어링 구조를 사용해도 좋고, 크로스 피벗 판 스프링을 사용한 구조로 해도 좋다.
또, 가이드 홈 부재(236)에, 위치 검출 센서(240)가 설치되고, 리니어 가이드에 따른 중공 코일(230)의 위치를 검출한다. 리니어 가이드에 따른 중공 코일(230)의 이동은, 리니어 가이드를 따른 암의 이동을 나타내므로, 위치 검출 센서(240)의 검출 데이터에 기초하여, 암에 접속된 본딩헤드부의 이동을 제어할 수 있다. 위치 검출 센서(240)는, 가이드(234)측에 설치하여 가이드 홈 부재(236)의 위치 검출을 해도 좋다.
중공 코일(230)은, 구리선 등의 도선이 복수회 감긴 공심(空心) 코일이고, 그 크기는, 구동부(202)의 상부 자석(220)과 중앙 요크(218)과의 간극과, 중앙 요크(218)와 하부 자석(222) 사이의 간극에, 감긴 코일이 수납되는 크기로 형성된다. 따라서, 중공 코일(230)에 구동부(202)가 발생하는 구동 자계가 쇄교하여, 제어부의 제어하에서 도선에 전류를 흘림으로써 중공 코일(230)을 그 축방향으로 구동할 수 있다.
상기한 바와 같이, 가동 코일부(204)는 가대(12)에 대하여 회전 자유롭게 지지되는 리니어 가이드를 따라 이동가능하므로, 구동부(202)에 대하여 비스듬히 이동하는 경우가 있다. 가동 코일부(204)의 이동 범위에서의 최대경사에서도 쇄교자속량이 변화되지 않도록 하기 위해서, 공심 코일의 폭(W)은, 구동부(202)의 자석의 폭(W)에 비해 충분히 크게 설정된다. 이와 같이 함으로써, 가동 코일부(204)의 경사 이동에 관계 없이, 자석의 크기를 구동력에 필요한 최소의 것으로 할 수 있다.
도 7, 도 8은, 도 6에 도시하는 공통 부분(200)을 갖는 제 1 리니어 모터(130)와 제 2 리니어 모터(140)를 사용한 경우에서의 본딩헤드부(120)의 이동의 양상을 설명하는 도면이다. 이들 도면에서 도 1와 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 상세한 설명을 생략한다. 또, 이들 도면에서는, 가동 코일부(134, 144)와, 암(136, 146)과 본딩헤드부(120) 둘레의 부분만을 도시하고, 가동 코일부(134)의 회전 중심을 RE로, 가동 코일부(144)의 회전 중심을 RS로 나타냈다. 이들 도면에서 실선이 제 1 리니어 모터 및 제 2 리니어 모터를 구동하기 전의 초기 상태를 도시하고, 도 7의 파선이 제 1 리니어 모터만을 구동한 후의 상태를 도시하고, 도 8의 파선이 제 2 리니어 모터만을 구동한 후의 상태를 도시한다. 구동후의 각 요소의 부호에는 a, 또는 b를 붙여서 구별했다.
도 7에 있어서, 제 2 리니어 모터를 구동하지 않고, 제 1 리니어 모터만 구동했을 때는, 제 2 가동 코일부(144)와 암(146)은, 회전 중심(RS)을 중심으로 회전만 허용된다. 지금, 제 1 가동 코일부(134)가 본딩헤드부(120)를 누르는 방향으로 구동력을 받았다고 하면, 본딩헤드부(120)의 고정단(138)과 축지지단(148)과의 상대 위치 관계는 불변이므로 이 관계를 유지하면서, 본딩헤드부(120)의 고정단(138)은 회전 중심(RE)을 중심으로 하는 원호 위를 이동하고, 축지지단(148)은 회전 중심(RS)을 중심으로 하는 원호 위를 이동하게 된다. 이 상태를 도시한 것이 파선의 상태이며, 암(136)도 약간 회전하지만, 암(136)의 길이가 본딩헤드부(120)의 길이에 비해 충분히 길 때는 그 양은 약간이며, 본딩헤드부(120)상의 각 점, 예를 들면 중심은, 거의 회전 중심(RS)의 둘레로 회전 이동한다.
도 8에서, 제 1 리니어 모터를 구동하지 않고, 제 2 리니어 모터만 구동했을 때는, 제 1 가동 코일부(134)와 암(136)은, 회전 중심(RE)을 중심으로 회전만 허용된다. 지금, 제 2 가동 코일부(144)가 본딩헤드부(120)를 누르는 방향으로 구동력을 받았다고 하면, 본딩헤드부(120)의 고정단(138)과 축지지단(148)과의 상대 위치 관계는 불변이므로 이 관계를 유지하면서, 본딩헤드부(120)의 고정단(138)은 회전 중심(RE)을 중심으로 하는 원호 위를 이동하고, 축지지단(148)은 회전 중심(RS)을 중심으로 하는 원호 위를 이동하게 된다. 이 상태를 도시한 것이 파선의 상태이고, 암(146)도 약간 회전하지만, 암(146)의 길이가 본딩헤드부(120)의 길이에 비해 충분히 길 때는 그 양은 약간이고, 본딩헤드부(120)상의 각 점, 예를 들면 중심은, 회전 중심(RE)의 둘레로 회전 이동한다.
도 9는, 제 1 리니어 모터의 구동에 의한 본딩헤드부의 중심이동 궤적과, 제 2 리니어 모터의 구동에 의한 본딩헤드부의 중심이동 궤적을 겹쳐서 도시한 도면이다. 전자의 궤적은, 거의 회전 중심(RS)의 둘레의 원호이며, 후자의 궤적은, 거의 회전 중심(RE) 둘레의 원호이다. 제 1 리니어 모터 및 제 2 리니어 모터의 구동 범위에서 이들 궤적이 겹치는 부분(도 9에서 사선을 붙여서 도시한 부분)이, 본딩헤드부의 중심의 이동을 제어할 수 있는 범위가 된다.
여기에서, 제 1 리니어 모터에 의한 구동력의 방향과 제 2 리니어 모터에 의한 구동력의 방향과의 교점의 궤적을 보면, 거의 본딩헤드부의 중심에 일치하는 것을 알았다. 즉, 도 9의 예와 같이, 본딩헤드부의 이동 범위에 비해, 회전 중심(RS, RE)으로부터 본딩헤드부까지의 거리, 즉 암의 길이를 충분히 크게 취할 때에는, 제 1 가동 코일부의 회전 중심(RE)과 본딩헤드부에서의 고정점을 연결하는 직선과, 제 2 가동 코일부의 회전 중심(RS)과 본딩헤드부에서의 축지지점을 연결하는 직선과의 교점의 궤적을, 본딩헤드부의 중심위치에 대략 일치시킬 수 있다.
도 10은, 제 1 리니어 모터(130) 및 제 2 리니어 모터(140) 공통 부분의 다른 구성예를 도시하는 도면이다. 도 6과 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 상세한 설명을 생략한다. 도 10에 있어서의 공통 부분(300)에서, 구동부(202)는 도 6에서의 구성과 완전히 동일하고, 가동 코일부(304)의 가대(12)에 대한 관계가 도 6의 것과 상이하다.
즉 가동 코일부(304)는, 중공 코일(230)과, 중공 코일(230)을 지지하고, 회전 구멍(308)을 갖는 지지 부재(332)와, 회전 구멍(308)에 헐겁게 끼워맞추어지는 회전축(238)이 상향으로 부착되고, 하향의 가이드 홈을 갖는 가이드 홈 부재(236)와, 가이드 홈과 슬라이딩 가능에서 가대(12)에 고정되는 가이드(234)를 포함하는 조립체이다.
즉, 이들 요소가, 중공 코일(230)-지지 부재(332)-회전 구멍(308)-회전축(238)-가이드 홈 부재(236)-가이드(234)·가대(12)의 순서로 조립되고, 도 6의 경우에 비교하여, 중공 코일과 가대 사이의 요소의 조립 순서가 반대로 되어 있다. 또한, 위치 검출 센서(240)는, 가이드(234) 또는 가이드 홈 부재(236)에 설치된다. 회전 구멍과 회전축과의 조합에 의한 회전 기구에 있어서는, 회전축받이 구조를 사용할 수 있고, 또, 에어 베어링 구조 또는 크로스 피벗 판 스프링을 사용한 구조로 해도 좋다.
따라서, 가이드(234)와, 가이드 홈 부재(236)는, 가대(12)에 대하여 고정된 리니어 가이드를 구성하고, 중공 코일(230)은, 가이드 홈 부재에 대하여 회전 자유롭게 지지되어 있다. 바꿔 말하면, 중공 코일(230)은, 고정된 리니어 가이드에 안내되어서 직선운동을 하는 동시에, 리니어 가이드를 따라 이동한 가이드 홈 부재(236)에 설치된 회전축(238)을 회전 중심으로 하여, 회전운동을 할 수 있다. 즉 가동 코일부의 회전 중심이 리니어 모터의 구동에 따라 이동하는 것이 도 6의 공통 부분(200)과 상위한 점이다.
도 10에 도시하는 공통 부분의 구성에서는, 가동 코일부의 회전 중심의 위치는, 공심 코일에 대하여 일정한 위치에 설치할 수 있으므로, 가동 코일부의 회전 중심과, 암을 포함한 가동 코일부 전체의 중심위치를 일치시키도록 설정할 수 있다. 이와 같이 함으로써 암을 포함한 가동 코일부의 중심이 회전 중심에 일치하지 않아 편심이 있을 경우에 비해, 암을 포함한 가동 코일부 전체를 부드럽게 회전시킬 수 있다.
도 11, 도 12는, 도 10에 도시하는 공통 부분(300)을 갖는 제 1 리니어 모터(130)와 제 2 리니어 모터(140)를 사용한 경우에서의 본딩헤드부(120)의 이동의 양상을 설명하는 도면이다. 도면에어서의 각 요소의 나타내는 방법, 부호를 붙이는 방법은 도 7, 도 8과 동일하므로 설명의 중복을 피한다.
도 11에서, 제 2 리니어 모터를 구동하지 않고, 제 1 리니어 모터만 구동했을 때는, 제 2 가동 코일부(144)와 암(146)은, 회전 중심(RS)을 중심으로 회전만 허용된다. 지금, 제 1 가동 코일부(134)가 본딩헤드부(120)를 누르는 방향으로 구동력을 받았다고 하면, 그 구동에 의해 제 1 가동 코일부(134)가 134a로, 그 회전 중심(RE)이 REa로 이동한다. 본딩헤드부(120)의 고정단(138)과 축지지단(148)과의 상대 위치 관계는 불변이므로 이 관계를 유지하면서, 본딩헤드부(120)의 고정단(138)은, 이동한 회전 중심(REa)을 중심으로 하는 원호 위를 이동하고, 축지지단(148)은 회전 중심(RS)을 중심으로 하는 원호 위를 이동하게 된다. 이 상태를 도시한 것이 파선의 상태이고, 암(136)도 약간 회전하지만, 암(136)의 길이가 본딩헤드부(120)의 길이에 비해 충분히 길 때는 그 양은 약간이며, 본딩헤드부(120)상의 각 점, 예를 들면 중심은, 거의 회전 중심(RS)의 둘레로 회전 이동한다.
도 12에서, 제 1 리니어 모터를 구동하지 않고, 제 2 리니어 모터만 구동했을 때는, 제 1 가동 코일부(134)와 암(136)은, 회전 중심(RE)을 중심으로 회전만 허용된다. 지금, 제 2 가동 코일부(144)가 본딩헤드부(120)를 누르는 방향으로 구동력을 받았다고 하면, 그 구동에 의해 제 2 가동 코일부(144)가 144b에, 그 회전 중심(RS)이 RSb로 이동한다. 본딩헤드부(120)의 고정단(138)과 축지지단(148)과의 상대 위치 관계는 불변이므로 이 관계를 유지하면서, 본딩헤드부(120)의 고정단(138)은 회전 중심(RE)을 중심으로 하는 원호 위를 이동하고, 축지지단(148)은 회전 중심(RSb)을 중심으로 하는 원호 위를 이동하게 된다. 이 상태를 도시한것이 파선의 상태이고, 암(146)도 약간 회전하지만, 암(146)의 길이가 본딩헤드부(120)의 길이에 비해 충분히 길 때는 그 양은 약간이며, 본딩헤드부(120)상의 각 점, 예를 들면 중심은, 회전 중심(RE)의 둘레로 회전 이동한다.
도 13은, 제 1 리니어 모터의 구동에 의한 본딩헤드부의 중심이동 궤적과, 제 2 리니어 모터의 구동에 의한 본딩헤드부의 중심이동 궤적을 겹쳐서 도시한 도면이다. 전자의 궤적은, 초기의 회전 중심(RS)이 아니라 구동에 의해 이동한 후의 회전 중심(RSb)의 둘레의 원호이며, 후자의 궤적도, 초기의 회전 중심(RE)이 아니라 구동에 의해 이동한 후의 회전 중심(REa) 둘레의 원호이다. 따라서, 도 9와 비교하면 원호의 형상이 상이하다. 제 1 리니어 모터 및 제 2 리니어 모터의 구동 범위에서 이것들의 궤적이 겹치는 부분(도 13에서 사선을 붙여서 도시한 부분)이, 본딩헤드부의 중심의 이동을 제어할 수 있는 범위가 된다. 이 범위내의 이동에 대해서는, 제 1 리니어 모터에 의한 구동력의 방향과 제 2 리니어 모터에 의한 구동력의 방향과의 교점의 궤적이, 거의 본딩헤드부의 중심에 일치한다.
이와 같이, 본딩헤드부에서의 중심 등의 각 점의 궤적은, 2개의 회전 중심둘레의 원호의 교점으로 표시되므로, 일반적으로 사용되는 직교 좌표계로 변환하는 것이 편리하다. 이 변환 소프트를 제어부에 구비함으로써 종래의 직교 좌표계에서의 본딩헤드부의 위치결정 제어 프로그램 등을 그대로 이용할 수 있다.
상기에서는, 공통 부분(200)을 갖는 제 1 리니어 모터와 제 2 리니어 모터의 조합, 또는, 공통 부분(300)을 갖는 제 1 리니어 모터와 제 2 리니어 모터의 조합에 대하여 설명했다. 이밖에, 제 1 리니어 모터가 공통 부분(200)을 갖는 리니어 모터로서 제 2 리니어 모터가 공통 부분(300)을 갖는 리니어 모터라도 좋다. 또 제 1 리니어 모터가 공통 부분(300)을 갖는 리니어 모터로서 제 2 리니어 모터가 공통 부분(200)을 갖는 리니어 모터라도 좋다.
도 6에서의 공통 부분(200)에서는, 리니어 가이드를 구동부(202)로 별개인 것으로서 설명했다. 여기에서, 구동부와 중공 코일을 안내하는 리니어 가이드가 일체로서 가대에 대하여 회전 자유롭게 지지되는 구성으로 해도 좋다. 이 구성은, 리니어 모터의 구동부를 가대에 대하여 회전 자유롭게 지지하고, 구동부와 일체로 구성된 리니어 가이드를 따라 중공 코일을 진퇴시키는 것이므로, 종래부터 사용되는 가이드부착 리니어 모터를 회전 자유롭게 가대에 지지하여 그대로 사용할 수 있다. 또, 가이드부착 리니어 모터를 회전 자유롭게 가대에 지지하는 구조이면, 가동 부분이 가동 코일이 아니어도 좋고, 예를 들면, 스테핑 모터 또는 직류 모터와 볼 나사 축의 조합형의 것을 사용해도 좋다.
도 14는, 본딩헤드부(120)을 매달아서 지지하는 가대(190)를 사용하는 와이어본더(101)의 측면도이다. 가대(190)에는, 헤드부 지지 스테이지(114)가 하향에 설치되어, 본딩헤드부(120)의 표면부에 대향하고, 도 3-5에 설명한 바와 같이 진공 압력과 에어 압력과의 밸런스로 본딩헤드부를 지지한다. 이 구성에 의해, 본딩 작업면과 본딩헤드부의 이동면을 분리할 수 있으므로, 와이어본더의 레이아웃의 자유도가 증가한다.
이와 같이, 본 발명에 관계되는 실시형태에 의하면, 본딩헤드부(120)는, 2개의 암(136, 146)을 통하여 제 1 리니어 모터(130) 및 제 2 리니어 모터(140)에 의해 직접 구동되어, 평면내에서 임의로 이동할 수 있다. 즉, 본딩헤드부(120)에 대한 2개의 구동원은, 서로 탑재·피탑재의 관계에 있지 않고, 서로 독립적으로 배치된다. 또, 본딩헤드부(120)는 도 9에 도시하는 바와 같이 원호운동을 하지만, 본딩헤드부(120) 자신에 회전축받이 등의 복잡한 기구를 요하지 않는다.
이에 반해, 종래 기술에서는, X테이블과 Y테이블을 겹치고 그 위에 본딩헤드부가 탑재되는 예에서 도시되는 바와 같이, 일방의 구동원이 타방측의 테이블 및 그 구동원도 구동한다는 탑재·피탑재의 관계로 되는 경우가 있다. 즉, 종래 기술에 의하면, 일방의 구동원의 구동력을 보다 높이지 않으면 안되고, 그것에 따라 보다 높은 강성도 필요하게 되고, 질량·관성 등이 증대하여, 본딩헤드부의 이동 속도의 고속화가 저해된다. 본 발명에 관계되는 실시형태에서는, 상기한 바와 같이 2개의 구동원은 탑재·피탑재의 관계에 있지 않으므로, 구동력을 보다 적게 하고, 강성을 불필요 이상으로 높이지 않고, 본딩헤드부를 효율적으로 구동할 수 있어, 본딩헤드부의 이동 속도를 보다 고속으로 할 수 있다.
상기 구성의 적어도 하나에 의해, 본딩헤드부에 직접 제 1 가동자와 제 2 가동자가 접속된다. 본딩헤드부는, 제 1 가동자의 운동을 안내하는 리니어 가이드의 안내축과, 제 2 가동자의 운동을 안내하는 리니어 가이드의 안내축을 포함하는 평면내에서 본딩헤드부의 이동이 안내되게 된다. 즉, 본딩헤드부는, 2개의 액추에이터에 의해 직접 구동되어, 평면내에서 임의로 이동할 수 있다. 따라서, 종래 기술과 같은 X테이블이나 Y테이블의 질량이 구동해야 할 질량에 포함되지 않아, 본딩헤드부의 이동 속도의 보다 고속화를 도모할 수 있다.
또, 상기 구성의 적어도 하나에 의하면, 본딩헤드부의 이동은, 제 1 가동자의 회전 중심 및 제 2 가동자의 회전 중심 둘레의 회전 이동에 의해 행해진다. 이 경우의 본딩헤드부의 위치결정 정밀도는, 회전 중심의 위치 정밀도와, 액추에이터의 이송 정밀도에 주로 지배되어, 리니어 가이드의 진직 정밀도의 영향이 적다. 따라서, 본딩헤드부의 위치결정 정밀도를 보다 향상시킬 수 있다.
또, 상기 구성의 적어도 하나에 의해, 액추에이터의 구동부를 회전 자유롭게 지지하고, 구동부와 일체로 구성된 리니어 가이드를 따라 가동자를 진퇴시킨다. 따라서 종래부터 사용되는 가이드부착 리니어 모터를 그대로 사용하여 회전 자유롭게 가대에 지지하고, 본딩헤드부에 일방의 가동자를 고정하고, 타방의 가동자를 축지지함으로써 본딩헤드부를 직접 구동해서 평면내에서 임의로 이동시킬 수 있다. 가이드부착 리니어 모터로서는, 가동 코일형 리니어 모터 이외에, 스테핑 모터 또는 직류 모터와 볼 나사축의 조합형의 것을 사용하는 수 있다.
여기에서, 가대에 회전 자유롭게 지지되는 리니어 가이드를 따라 이동할 수 있는 가동 코일과, 가대에 고정된 구동부를 갖는 액추에이터를 사용할 때는, 구동부에 대하여, 가동 코일은 비스듬히 이동하게 된다. 상기 구성의 적어도 하나에 의해, 가동 코일의 크기는, 가동 코일의 회전 및 직선이동에 의해 가동 코일에 부여되는 쇄교 자속량이 변화되지 않는 조건을 기초하여 설정된다. 예를 들면, 가동 코일의 이동 범위에서의 최대 경사에서도 쇄교 자속량이 변화되지 않도록, 구동부의 자석의 폭에 비해 가동 코일의 폭을 충분히 크게 잡는다. 따라서, 구동부의 자석의 크기를 작게 억제하여, 코스트를 억제 할 수 있다.
상기 구성의 적어도 하나에 있어서, 가대에 고정되는 리니어 가이드를 따라 이동할 수 있는 슬라이딩대에 회전 자유롭게 지지되는 가동자 코일과, 가대에 고정되는 구동부를 갖는 액추에이터를 2개 사용하고, 본딩헤드부에 직접 일방의 제 1 가동자와 타방의 제 2 가동자와가 접속된다. 본딩헤드부는, 제 1 가동자의 운동을 안내하는 리니어 가이드의 안내축과, 제 2 가동자의 운동을 안내하는 리니어 가이드의 안내축을 포함하는 평면내에서 본딩헤드부의 이동이 안내되게 된다. 즉, 본딩헤드부는, 2개의 액추에이터에 의해 직접 구동되어, 평면내에서 임의로 이동할 수 있다. 따라서, 종래 기술과 같은 X테이블이나 Y테이블의 질량이 구동해야 할 질량에 포함되지 않아, 본딩헤드부의 이동 속도의 보다 고속화를 도모할 수 있다.
또, 상기 구성의 적어도 하나에 의하면, 본딩헤드부의 이동은, 제 1 가동자의 회전 중심 및 제 2 가동자의 회전 중심 둘레의 회전 이동에 의해 행해진다. 따라서, 본딩헤드부의 위치결정 정밀도에 미치는 리니어 가이드의 진직 정밀도의 영향을 적게 할 수 있어, 본딩헤드부의 위치결정 정밀도를 보다 향상시킬 수 있다.
또, 구동부에 대하여 가동 코일이 비스듬히 이동하는 것에 대해, 상기 구성의 적어도 하나에 의해, 가동 코일의 크기는, 가동 코일의 회전 및 직선이동에 의해 가동 코일에 부여되는 쇄교 자속량이 변화되지 않는 조건에 기초하여 설정되어, 예를 들면 구동부의 자석의 폭에 비해 가동 코일의 폭이 충분히 크게 취해진다. 따라서, 구동부의 자석의 크기를 작게 억제하여, 코스트를 억제할 수 있다.
상기 구성의 적어도 하나에 의해, 구동력의 방향과 본딩헤드부의 중심 사이의 편심을 적게 할 수 있고, 정밀도 확보를 위해 안내 기구의 강성을 필요 이상으로 높이는 것을 요하지 않으므로, 가동자나 리니어 가이드 등의 안내 기구의 경량화를 도모할 수 있다. 따라서, 본딩헤드부의 이동 속도의 보다 고속화를 도모할 수 있다.
또, 상기 구성의 적어도 하나에 의해, 본딩헤드부는 가대에 대하여 유체압에 의해 지지되므로, 마찰 슬라이딩이나 구름 마찰 등에 비하여, 본딩헤드부의 위치결정 정밀도를 보다 향상시킬 수 있다. 여기에서, 유체압 지지를 위한 에어 분출구 및 진공흡인구는, 본딩헤드부측에 설치해도 좋고, 가대측에 설치해도 좋다.
상기 구성의 적어도 하나에 의해, 회로기판의 반송 기구를 포함하는 본딩 작업면과, 본딩헤드부의 이동면을 분리할 수 있고, 본딩 장치 전체의 레이아웃의 자유도가 증가하여, 보다 편리성이 높은 본딩 장치로 할 수 있다.
상기 구성의 적어도 하나에 의해, 가동자의 회전 중심 둘레에 관한 본딩헤드부의 이동을, 이용하기 쉬운 직교 좌표계의 이동으로 변환한다. 따라서, 그 변환 데이터를 사용함으로써 종래의 직교 좌표계에서의 위치결정 제어 프로그램 등을 그대로 이용할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 관계되는 본딩 장치에 의하면, 본딩헤드부의 이동 속도의 보다 고속화를 가능하게 한다. 본 발명에 관계되는 본딩 장치에 의하면, 본딩헤드부의 위치결정 정밀도를 보다 향상시킬 수 있다.

Claims (9)

  1. 본딩 대상에 대하여 본딩 작업을 행하는 본딩헤드부와, 본딩헤드부를 임의의 위치에 이동시키는 이동 기구를 포함하는 본딩 장치로서,
    이동 기구는,
    가대에 회전 자유롭게 지지되는 리니어 가이드를 따라 이동할 수 있는 제 1 가동자와, 제 1 가동자를 구동하는 구동부를 갖는 제 1 액추에이터와,
    가대에 회전 자유롭게 지지되는 리니어 가이드를 따라 이동할 수 있는 제 2 가동자와, 제 2 가동자를 구동하는 구동부를 갖는 제 2 액추에이터와를 포함하고,
    본딩헤드부에 제 1 가동자가 고정되고, 제 2 가동자가 축지지 되는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 1 액추에이터는, 구동부와 제 1 가동자를 안내하는 리니어 가이드가 일체로서 가대에 대하여 회전 자유롭게 지지되고,
    제 2 액추에이터는, 구동부와 제 2 가동자를 안내하는 리니어 가이드가 일체로서 가대에 대하여 회전 자유롭게 지지되는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 제 1 액추에이터는, 제 1 가동자로서의 제 1 가동 코일과, 제 1 가동 코일에 쇄교 자속을 부여하는 자석을 포함하고 가대에 고정되는 구동부를 갖고, 제 1 가동 코일의 크기는, 제 1 가동 코일의 회전 및 직선이동에 의해 제 1 가동 코일에 부여되는 쇄교 자속량이 변화하지 않는 조건에 기초하여 설정되고,
    제 2 액추에이터는, 제 2 가동자로서의 제 2 가동 코일과, 제 2 가동 코일에 쇄교 자속을 부여하는 자석을 포함하고 가대에 고정되는 구동부를 갖고, 제 2 가동 코일의 크기가, 제 2 가동 코일의 회전 및 직선이동에 의해 제 2 가동 코일에 부여되는 쇄교 자속량이 변화하지 않는 조건에 기초하여 설정되는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  4. 본딩 대상에 대하여 본딩 작업을 행하는 본딩헤드부와, 본딩헤드부를 임의의 위치에 이동시키는 이동 기구를 포함하는 본딩 장치로서,
    이동 기구는,
    가대에 고정되는 리니어 가이드를 따라 이동할 수 있는 슬라이딩대에 회전 자유롭게 지지되는 제 1 가동자인 제 1 가동 코일과, 제 1 가동 코일에 쇄교 자속을 부여하는 자석을 포함하고 가대에 고정되는 구동부를 갖고, 제 1 가동 코일의 크기가, 제 1 가동 코일의 회전 및 직선이동에 의해 제 1 가동 코일에 부여되는 쇄교 자속량이 변화하지 않는 조건에 기초하여 설정되는 제 1 액추에이터와,
    가대에 고정되는 리니어 가이드를 따라 이동할 수 있는 슬라이딩대에 회전 자유롭게 지지되는 제 2 가동자인 제 2 가동 코일과, 제 2 가동 코일에 쇄교 자속을 부여하는 자석을 포함하고 가대에 고정되는 구동부를 갖고, 제 2 가동 코일의 크기가, 제 2 가동 코일의 회전 및 직선이동에 의해 제 2 가동 코일에 부여되는 쇄교 자속량이 변화하지 않는 조건에 기초하여 설정되는 제 2 액추에이터를 포함하고,
    본딩헤드부에 제 1 가동자가 고정되고, 제 2 가동자가 축지지 되는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 제 1 가동자의 회전 중심과 제 1 가동자가 본딩헤드부에 고정되는 고정점을 연결하는 직선과, 제 2 가동자의 회전 중심과 제 2 가동자가 본딩헤드부에 축지지 되는 축지지점을 연결하는 직선과의 교점이, 본딩헤드부의 중심위치에 대략 일치하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 본딩헤드부는 가대에 대하여 유체압에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 가대는 유체압에 의해 본딩헤드부를 지지하는 유체압지지 가대인 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 2 항에 있어서, 가대는 본딩헤드부를 매달아서 지지하는 매달기 가대인 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 제 1 가동자의 위치를 검출하는 제 1 센서와,
    제 2 가동자의 위치를 검출하는 제 2 센서와,
    제 1 센서의 검출 데이터 및 제 1 센서의 검출 데이터에 기초하여, 본딩헤드부의 위치를 가대에 대한 직교 좌표계의 위치로서 산출하는 위치 산출 수단과,
    산출된 직교 좌표계의 위치에 기초하여 본딩헤드부의 위치 제어를 행하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
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