KR20070032682A

KR20070032682A - 고자기장 보이스 코일 모터

Info

Publication number: KR20070032682A
Application number: KR1020067026048A
Authority: KR
Inventors: 토마스 제이 디바니; 춘 라이
Original assignee: 덱스터 매그네틱 테크놀로지스 인코포레이티드
Priority date: 2004-05-12
Filing date: 2005-05-12
Publication date: 2007-03-22
Also published as: US7135792B2; JP2007537690A; CN1998125A; WO2005114821A3; WO2005114821A2; JP4909891B2; CN1998125B; US20050264108A1; EP1761995A2

Abstract

본 발명의 일실시예는 보이스 코일 모터를 위한 기존의 영구 자석 배열보다 높은 강도 및 균일한 자기장을 발생시키는 영구 자석의 특정한 배열이다. 일실시예의 영구 자석 배열은 영구 자석의 할바크 배열(Halbach arrangement)에 기초한다. 증가된 자기장 강도 및 균일성은 액추에이션(actuation)의 풀 스트로크에 걸쳐 보다 균일한 힘(force) 뿐만 아니라 보다 높은 주파수의 액추에이션도 가능한 보이스 코일 모터를 허용한다.

보이스 코일 모터, 자기장, 영구 자석 배열, 에어 갭(air gap), 자속 밀도(magnetic flux density), 힘, 토크

Description

고자기장 보이스 코일 모터{HIGH FIELD VOICE COIL MOTOR}

본 발명의 실시예들은 보이스 코일 모터, 보다 구체적으로 보이스 코일 모터를 구동하기 위한 자석의 배열에 관한 것이다.

다른 기준들 중에서도, 속도, 효율 및 정확성이 제조의 최소한의 기준이다. 점점 치열해지는 경쟁적 제조 시장에 있어서, 자원을 보다 효율적으로 이용하면서 보다 짧은 시간에 보다 우수한 품질의 부품을 제조할 수 있는 회사가 그렇지 않은 회사에 비해 성공하게 될 것이다. 이러한 산업 중 하나가 반도체 산업이다. 반도체 산업의 엔지니어, 특히 웨이퍼와 다이(die) 처리 및 제어 설비와 관련된 엔지니어는 운동 제어 장치(motion control apparatus)를 위하여 선택하게 되는 많은 기기를 갖는다. 이러한 기기 중 하나가 보이스 코일 모터이며, 또한 보이스 코일 액추에이터로도 불린다.

원래 확성기에서 이용되는 보이스 코일 모터는 제한된 운동 장치(limited motion devices)이며, 이는 영구 자기장(permanent magnetic field) 내에서 코일을 이용하여, 코일에 인가되는 전류에 비례하는 기계적 힘(force)을 생성하게 된다. 모터는 직선 또는 회전 운동을 하고, 후자는 일반적으로 힘에 대한 토크에서 측정되는 성능을 갖는다. 어느 쪽이든 빠른 가속도(예를 들어, 50g 이상) 및 고주파 액추에이션(high frequency actuation)의 특징을 갖는다.

보이스 코일 모터는 폐쇄 루프 또는 개방 루프 제어 시스템에 의해 제어될 수 있다. 폐쇄 루프 시스템에 있어서, 위치 센서는 보이스 코일 모터의 액추에이션을 제어하도록 모터 구동 전자 장치에 대하여 피드백을 제공할 수 있다. 개방 루프 시스템에 있어서, 보이스 코일 모터의 액추에이션은 코일에 인가되는 전류를 변경함으로써 간단히 제어되며, 이는 예를 들어, 특정한 전류는 결과적으로 특정한 힘 또는 토크를 초래하게 된다고 일반적으로 알려져 있다. 어떠한 배열에 있어서도, 균일성 및 제어가능성이 중요하다.

반도체 산업에서 보이스 코일 모터는 종종 와이어본드 머신(wirebond machines)의 z축(즉, 반도체 웨이퍼의 표면을 포함하는 면에 대하여 수직인 선)을 제어하는 것으로 여겨진다. 재봉틀과 유사한 방식으로 동작하면서, 와이어본드 머신은, 매우 가는 전도성 와이어(conducting wire)(예를 들어, 일반적으로 지름이 0.001인치 이하임)를 이용하여, 다른 집적 회로, 회로 소자, 회로 기판 부품 사이에서 집적 회로 다이를 접속한다.

반도체 장치 크기가 감소하고 장치 밀도가 증가함에 따라, 와이어본드 머신들이 동시에 정확하고 빠르게 높은 위치에 있는 것이 보다 중요해진다. 또한, 와이어본드 머신이 부착된 층이 점점 얇아지고 종종 점점 깨지기 쉬어짐에 따라, z축 제어는, 예를 들어, 인가되는 힘, 초음파 진동 및 열을 통하여, 장치 표면을 손상 시키지 않으면서 와이어를 반도체 장치에 부착시키는데 결정적이다. 보이스 코일 모터의 다른 특성들(즉, "성능") 중에서도, 제어가능성, 속도 및 효율은 영구 자석의 배열, 또한 결과적으로 코일이 동작하는 영구 자기장에 부분적으로 의존하게 된다.

영구 자석 배열 및 영구 자석 배열을 포함하는 고자기장 보이스 코일 모터의 실시예들이 설명된다. 도면에 도시된 바와 같이 본 실시예들의 상세한 설명에 있어서 부호가 만들어지게 된다. 본 실시예들이 도면과 관련하여 설명되지만, 본 실시예들은 여기에 포함되는 도면으로 한정하려는 의도는 없다. 반면, 다음의 설명의 사상 및 범위 내에 있는, 모든 대안예, 변형예 및 등가물은 포함하도록 의도된다.

간단히, 본 발명의 일시예는 보이스 코일 모터를 위한 기존의 영구 자석 배열보다 높은 강도 및 균일한 자기장을 발생시키는 영구 자석의 특정한 배열이다. 일실시예의 영구 자석 배열은 영구 자석의 할바크 배열(Halbach arrangement)에 기초한다. 증가된 자기장 강도 및 균일성은 액추에이션의 풀 스트로크에 걸쳐 보다 균일한 힘 뿐만 아니라 보다 높은 주파수의 액추에이션도 가능한 보이스 코일 모터를 허용한다.

전술한 바와 같이, 보이스 코일 모터, 특히 회전 운동을 하는 모터의 주목할 만한 이용은 와이어본드 머신 상에서 z축 운동을 구동하는 것이다. 적절한 와이어본드를 형성하기 위한 중요한 파라미터로는, 모세관에 의해 인가되는 압력, 기판의 열, 파편의 본드 패드를 문지르고 와이어와 본드 패드 사이에서 야금 본드(즉, 공융 본드(eutectic bond))를 형성하도록 인가되는 초음파 힘이 있다. 이 기술 분야에서 잘 알려져 있는 바와 같이, 와이어본드 머신의 z축 액추에이터는, 예를 들어 너무 많은 인가 압력으로 기판에 구멍이 뚫리지 않으면서, 적절한 본드를 형성하도록, 요구되는 압력을 매우 정확하게 인가할 수 있어야 한다.

다른 고려사항은 와이어본드 머신이 와이어본드를 형성할 수 있는 속도이다. z축 보이스 코일 액추에이터의 보다 높은 자기장은, 와이어본드 머신이 보다 높은 주파수의 본딩(higher frequency bonding)(즉, 증가된 본드/2차)이 가능하도록, 예를 들어 모세관 유닛의 보다 빠른 가속도를 초래하게 될 수도 있다. 그러나, z축 액추에이터는 x축 및 y축에서도 전위가 이동한다. 따라서, 예를 들어 보다 높은 자기장을 발생시키기 위하여 영구 자석의 크기를 증가시킴으로써, z축 액추에이터 크기의 증가는 x축 및 y축 운동에 대하여 보다 낮은 가속도, 또한 결과적으로 보다 낮은 속도를 초래하게 된다. 따라서, 고성능 z축 액추에이터는 성가신 크기를 부가하지 않으면서, 높은 자기장을 더 제공하여야 한다.

보이스 코일 모터에 의해 생성되는 힘은, 다음의 식에서 설명되는 바와 같이, 자기장에서의 도체 길이, 자기장 강도 및 도체가 전달하는 전류의 함수이며, 여기서, i는, 와이어와 수직인 자기장 B에서 길이 L의 직선 와이어를 통한 전류이다.

힘을 증가시키는 것은 전류, 와이어 길이 또는 와이어와 수직인 자기장 강도를 증가시킴으로써 달성될 수 있다. 보다 상세히 후술되는 바와 같이, 일실시예의 보이스 코일 모터는 영구 자석 배열의 에어 갭(air gap)에서 B를 증가시킴으로써 힘(또는, 피벗 포인트에 대하여 회전 운동을 발생시키도록 구성되었다면 토크)을 증가시킨다. 결과적으로, 증가된 B는 향상된 보이스 코일 모터 성능을 초래하게 된다.

도1은 보이스 코일 모터에서 이용되는 종래의 영구 자석의 2가지 구성을 도시하고 있다. 자석 배열(100) 및 자석 배열(101)에 의해 도시된 바와 같이, 종래 설계의 자속 밀도(magnetic flux density)는 낮으며, 48MGOe(mega gauss oersteds)의 네오디뮴과 철 및 붕소의 화합물(NdFeB) 자석을 이용하는 경우, 보통 10000가우스 이하이다. 또한, 통상 종래의 자석 배열(100) 및 자석 배열(101)은 힘(토크)-무게 비율의 관점에서 효율적이지 않다.

도2는 보이스 코일 모터에서 이용되는 종래의 영구 자석의 다른 구성을 도시하고 있다. 도2에 도시된 바와 같이, 구성된 자석(201 - 206)의 자극 방위(magnetic pole orientations)는 자석 배열 옆에 도시된 데카르트 축을 참조하여 설명될 수 있고, 이는 예시적인 목적으로만 설명된다. 도2의 종래 자석 배열은 보이스 코일이 이동하게 되는 갭에 의해 분리된 2개의 개별 구역(sections)을 포함한다. 제1 구역은 베이스 플레이트(200) 및 자석(201 - 203)을 포함하며, 자석(201 - 203)은 각각, -y, -x 및 +y 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는다. 제2 구역은 베이스 플레이트(207) 및 자석(204 - 206)을 포함하며, 자석(204 - 206)은 각각, +y, +x 및 -y 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는다.

도2에 의해 도시된 이 종래의 배열은 좋은 효율을 갖지만, 몇몇의 결점이 있다. 예를 들어, 모터 조립체(motor assembly)는 2개의 개별 구역들 사이에서 에어 갭을 유지하기 위한 보존 구조를 요구한다. 또한, 자속 밀도는 갭의 에지에서(즉, 자석(201, 203, 204 및 206)의 말단을 향함) 감소한다. 보이스 코일(도시되어 있지 않음)이 영구 자석 갭 내에서 회전하는 경우에, 자속 감소는 자석 배열 및 보이스 코일에 의해 발생하는 토크가 현저히 감소하도록 야기한다.

도1은 종래의 보이스 코일 모터 영구 자석의 2가지 구성을 도시한 단면도.

도2는 종래의 보이스 코일 모터 영구 자석의 다른 구성을 도시한 단면도.

도3은 영구 자석의 할바크 배열 및 도4를 만들어내기 위한 변형예를 도시한 도면.

도4는 보이스 코일 모터를 위한 할바크 영구 자석 배열을 변형시킨 일실시예를 도시한 단면도.

도5는 보이스 코일 모터를 위한 할바크 영구 자석 배열을 변형시킨 대안예를 도시한 단면도.

도6은 도4 및 도5의 실시예들을 도시한 상면도.

도7은 회전 운동하는 보이스 코일 모터에 적용되는 도4의 영구 자석 배열을 도시한 투시도.

도8은 회전 운동하는 보이스 코일 모터에 적용되는 도5의 영구 자석 배열을 도시한 투시도.

도9는 영구 자석 배열 중앙에 있는 보이스 코일을 도시한 도4의 회전 운동 코일 모터의 상면도.

도10은 영구 자석 배열에서 최대로 회전하는 코일을 도시한 도4의 회전 운동 코일 모터의 상면도.

도11은 영구 자석 배열에 의해 생성되는 자속 밀도를 가우스로 도시한 도4의 회전 운동 코일 모터의 상면도.

도12는 회전 운동하는 보이스 코일 모터에 적용되는 도2의 종래의 영구 자석 배열을 도시한 투시도.

도13은 영구 자석 배열에 의해 생성되는 자속 밀도를 가우스로 도시한 도2의 회전 운동 코일 모터의 상면도.

도14는 도4의 회전 운동 보이스 코일 모터와 도2의 회전 운동 보이스 코일을 비교하여, 증가된 토크와 균일성을 도시한 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

201 - 206, 401 - 412: 자석 400, 413: 플레이트

900: 보이스 코일

도3은 할바크 실린더에 대한 영구 자석 배열을 도시하고 있다. Lawrence Berkelery National Laboratory의 Klaus Halbach의 이름을 딴 할바크 실린더는 속이 빈 실린더의 내경(bore)에 균일한 자기장을 발생시키는 자석 배열이다. 특히, 할바크 실린더는 내경의 축에 대한 올바른 각도에서 균일한 자기장을 발생시킨다. 자석의 조합은, 부분적으로 새로운 희토류 및 페라이트 자석이, 인접한 자석에 의해 발생하는 자속에 대하여 반드시 투과적이기 때문에, 실린더 내경에 균일한 자기장을 발생시키고 실린더 외부에 제로 자기장을 발생시킨다. 할바크 실린더를, 일실시예의 영구 자석 배열에 대한 바람직한 기본으로 만드는 것은, 내경 자기장의 균일성 및 강도이다.

도4는 할바크 영구 자석 배열을 변형하여, 영구 자석 배열 및 결과적으로 일실시예의 보이스 코일 모터를 형성하는 일실시예를 도시한 단면도이다. 구성된 자석(401 - 412)은 자석 배열 옆에 도시된 데카르트 축을 참조하여 설명될 수 있고, 이는 예시적인 목적으로만 설명된다. 예를 들어, 자석(401 - 405)은 각각, -x, +y, +x, -y 및 -x 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는다. 자석(407 - 411)은 각각, +x -y, -x, +y, +x 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는다. 자석(406 및 412)은 보이스 코일이 동작하게 되는 자석(401 - 405)과 자석(407 - 411) 사이의 갭 두께를 결정한다. 또한, 도2에 도시된 종래의 자석 배열과는 달리, 갭은 비자성 스페이서(non-magnetic spacer)에 대한 자석(즉, 자석(406 및 412))에 의해 유지되며, 자석 배열 전체가 갭에서 발생하는 영구 자기장에 더 기여하도록 허용한다. 자석(406)은 +y 방향으로 지향된 자극 방위를 갖고, 자석(412)은 -y 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는다.

도3의 할바크 실린더에서 도시된 바와 같이, 도4에 도시된 영구 자석 배열을 제조하기 위하여, 특정한 개개의 자석들은 조합되고, 다른 자석들(특히, 중앙의 2개의 자석)은 제거된다. 그리고, 일실시예의 자석 배열의 전체적 단면 형상은, 내부에 형성된 보이스 코일 갭에서 이동하는 방해받지 않는 코일을 제조하기 위하여 직사각 형상이 된다. 조립체의 상하면은 저탄소강 백 플레이트(400 및 413)로 구성된다. 강철 플레이트는 일실시예의 배열의 자석(401 - 412)에 의해 발생하는 자속을 위한 리턴 패스(return path)의 일부의 역할을 한다.

또한, 일실시예의 자석 조립체를 포함하는 자석의 자극 방위는 갭을 형성하는 자석의 순서로써 설명될 수 있다. 갭을 드러내는 말단으로부터 보면(도4), 개개의 자석은 각각 인접한 자석으로부터 실질적으로 90도가 회전적으로 오프셋되는(rotationally offset) 자극 방위를 갖는다. 예를 들어, 자석 순서에 따라 갭 주위를 시계 방향으로 진행하여 개개의 자석을 설명하면, 각각의 자석은 바로 앞의 자극으로부터 시계방향으로 회전된 자극 방위(-90도)를 갖는다.

도4의 영구 자석 배열은 도1 및 도2에 도시된 종래의 자석 배열에 비하여 갭에서의 자속 밀도를 증가시킨다. 다음으로, 증가된 자속 밀도는 일실시예의 자석 배열을 포함하는 보이스 코일 모터의 성능(예를 들어, 제어가능성, 속도 및 효율)을 향상시킨다. 즉, 증가된 자속 밀도가 증가된 자속 크기에 대한 자석 구성에 기초함에 따라, 일실시예의 보이스 코일 모터는 종래의 자석 조립체와 비교하여 힘 (또는 토크)-무게 비율을 향상시킨다. 본 실시예의 다른 장점은, 자기장 균일성이 보이스 코일 모터의 풀 스트로크에 걸쳐 보다 많은 균일한 힘(또는 토크)을 발생시킴에 따라, 갭 내의 중요한 영역에 걸친 자기장의 균일성이다. 또다른 장점은 영구 자석 조립체가 갭을 유지하기 위한 보존 구조를 요구하지 않음에 따라 자립적이라는 점이다.

도4의 영구 자석 배열은, 자석을, 예를 들어 구조형 접착제를 이용하여 강철 백 플레이트에 본딩(bonding)함으로써 제조된다. 그리고, 인접한 자석은 유사한 본딩 기술을 이용하여 서로 본딩된다. 자석 재료는 높은 자속을 생성하는 어떠한 자성 재료가 될 수도 있다. 일실시예에 있어서, 자석 재료는 고품질의 네오디뮴과 철 및 붕소의 화합물(NdFeB)이다.

도5는 다른 실시예를 도시한 단면도이며, 여기서, 영구 자석 배열은, 도도4에 도시된 실시예에서와 마찬가지로 보이스 코일 모터를 변형하여 적용한 할바크 실린더의 설계 특성을 포함한다. 구성된 자석(401 - 412)은 자석 배열 옆에 도시된 데카르트 축을 참조하여 설명될 수 있고, 이는 예시적인 목적으로만 설명된다. 예를 들어, 자석(401 - 405)은 각각, -x, +y, +x, -y 및 -x 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는다. 자석(407 - 411)은 각각, +x -y, -x, +y, +x 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는다. 개개의 자석의 배열(즉, 위치, 형상 및 자극 방위)은 도4에 도시된 실시예와 본질적으로 동일하다. 그러나, 자석 조립체가, 갭의 두께를 결정하고 갭에서 발생하는 자기장에 기여하는 자석(406 및 412)을 포함하지 않음에 따라, 이는 자립적이지 않다. 도5의 영구 자석 배열은 보이스 코일이 동작하게 되는 갭을 유지 하기 위하여 스페이서를 요구하게 된다. 자석 배열(500)은 이 자석 배열의 투시도이다.

도6은 도4 및 도5의 실시예들을 도시한 상면도이며, 이는 자석(401 - 405)에 대하여 각각의 도면에서 나열한 방위에 기인하는 자극 방위를 포함한다. 갭의 형상은 각각 아래에 있는 자석(401 및 405)과 동일한 형상을 갖는 자석(406 및 412)에 의해 결정된다. 위에서 봤을 때 실질적으로 사다리꼴 형상인 갭은, 도9 및 도10에서 더 도시되는 바와 같이 일실시예의 자석 배열에 의해 형성되는 토크의 균일성에 더 기여한다.

일실시예(도4 또는 도5에 의해 도시된 실시예)의 보이스 코일 모터 설계에 있어서, 보이스 코일은 영구 자석 조립체 내에 포함되는 갭 외부의 피벗 포인트 주위를 회전한다. 도7 및 도8은 각각 도4 및 도5에 의해 도시된 영구 자석 배열을 포함하는 실시예들의 보이스 코일 모터를 도시한 투시도이다.

도9 및 도10은 도4에 의해 도시된 영구 자석 배열을 도시한 상면도이다. 구체적으로, 도9는 갭 중앙에 있는 보이스 코일(900) 및 그 위에 있는 자석(402 - 404)을 도시하고 있다. 간략화를 위하여, 도면에는 가장 상층의 자석(즉, 자석(401 - 405))만이 도시되어 있다. 도10은 최대로 전치(displacement)된 보이스 코일(900)을 도시하고 있다. 또한, 최대 전치는 도시된 방향과 반대 방향으로 갭의 중앙으로부터 상쇄될 수도 있다. 전술된 바와 같이, 또한 효율을 증가시키기 위하여, 사다리꼴 자석이 이 구조에서 이용되어, 그 결과, 보이스 코일(900)의 에지는, 최대 전치에 있어서, 보이스 코일(900)이 내부에서 동작하는 갭을 결정하는 자석의 에지와 평행이 된다. 도11은 도4의 실시예의 영구 자석 배열의 상면도 및 그 갭에서 생성되는 자속 밀도를 가우스로 도시하고 있다.

도12는 도2에 의해 도시된 영구 자석 배열을 포함하는 보이스 코일 모터를 도시한 투시도이다. 도13은 도2의 실시예의 영구 자석 배열의 상면도 및 그 갭에서 생성되는 자속 밀도를 가우스로 도시하고 있다.

전술된 바와 같이, 도11 및 도13은, 각각 도4의 일실시예의 영구 자석 배열 및 도2의 종래의 영구 자석 배열에 의한 보이스 코일 갭에서 생성되는 자속을 가우스로 도시하고 있다. 도4의 영구 자석 배열의 자속 밀도는 갭의 외부 에지에 있어서 도2의 종래의 영구 자석 배열보다 높다. 갭의 외부 에지에 있어서 일실시예(도4에 의해 도시됨)의 자석 배열에 의해 생성되는 보다 높은 자속 밀도는, 도2의 종래의 자석 배열과 비교하여, 갭 내의 운동 또는 회전 한계에 있어서 보이스 코일의 증가된 힘 또는 토크에 기여한다.

도14는 도2의 종래의 자석 조립체에 대한 갭과 도4에 의해 도시된 일실시예의 자석 조립체에 대한 갭의 중앙에 대하여, 보이스 코일의 회전 각도 측정값에 대한 토크를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 도4의 영구 자석 배열은 도2의 종래의 자석 조립체에 비하여 보이스 코일의 운동 범위에 걸쳐 토크 및 토크의 균일성을 향상시켰다. 또한, 도4의 일실시예의 영구 자석 배열은 도2의 종래의 영구 자석 배열보다 토크-무게 비율의 관점에서 보다 효율적이다. 또한, 보이스 코일의 회전 한계(즉, 갭의 중앙에 대하여 -4도 회전 및 +4도 회전)에서의 토크는 갭의 중앙보다 크다. 이는 보이스 코일의 회전 한계에서 감소된 토크를 나타내는 도2의 종래의 배열에 대한 각고-토크 커브의 형상과 대조를 이룬다. 특정한 토크값이 함께 제공되지만, 도14의 그래프에 포함되는 토크값은 한정적인 것으로 의도되지 않는다는 것을 이해할 것이다.

이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 보이스 코일 모터의 성능을 향상시키는 본 실시예의 정밀함을 인지할 것이다.

Claims

제1 베이스 플레이트 및 상기 제1 베이스 플레이트에 결합된 제1 복수의 자석을 포함하는 제1 구역(section);

제2 베이스 플레이트 및 제2 복수의 자석을 포함하는 제2 구역; 및

상기 제1 구역 및 제2 구역에 결합되어 있고, 상기 제1 구역과 상기 제2 구역 사이에서, 실질적으로 직사각형의 단면을 갖는 갭(gap)을 정의하는 제3 복수의 자석

을 포함하고,

여기서, 각각의 자석은 동일 평면의 자극 방위(magnetic pole orientations)를 갖고, 인접한 자석의 상기 자극 방위는 회전적으로 오프셋되고(rotationally offset), 인접한 자석들 사이의 회전 오프셋의 절대값은 대략 90도인

자석 조립체(magnet assembly).
제1항에 있어서,

상기 제1 구역은,

상기 제1 베이스 플레이트에 결합되어 있고, 상기 제1 베이스 플레이트와 실질적으로 평행하고 제1 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는 제1 중앙 자석;

상기 제1 중앙 자석과 상기 제1 방향으로 인접하여 상기 제1 베이스 플레이 트에 결합되어 있고, 상기 제1 베이스 플레이트와 실질적으로 직교하고 상기 제1 베이스 플레이트로부터 멀어지는 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는 제1 자석;

상기 제1 자석과 상기 제1 방향으로 인접하여 상기 제1 베이스 플레이트에 결합되어 있고, 상기 제1 중앙 자석의 자극 방위와 실질적으로 역평행인(antiparallel) 자극 방위를 갖는 제2 자석;

상기 제1 중앙 자석과, 상기 제1 방향과 역평행인 제2 방향으로 인접하여 상기 제1 베이스 플레이트에 결합되어 있고, 상기 제1 베이스 플레이트와 실질적으로 직교하고 상기 제1 베이스 플레이트를 향하는 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는 제3 자석; 및

상기 제3 자석과 상기 제2 방향으로 인접하여 상기 제1 베이스 플레이트에 결합되어 있고, 상기 제1 베이스 플레이트와 실질적으로 평행하고 상기 제2 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는 제4 자석을 더 포함하는

자석 조립체.
제2항에 있어서,

상기 제2 구역은,

상기 제2 베이스 플레이트에 결합되어 있고, 상기 제2 베이스 플레이트와 실질적으로 평행하고 상기 제2 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는 제2 중앙 자석;

상기 제2 중앙 자석과 상기 제1 방향으로 인접하여 상기 제2 베이스 플레이 트에 결합되어 있고, 상기 제2 베이스 플레이트와 실질적으로 직교하고 상기 제2 베이스 플레이트를 향하는 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는 제5 자석;

상기 제5 자석과 상기 제1 방향으로 인접하여 상기 제2 베이스 플레이트에 결합되어 있고, 상기 제2 베이스 플레이트와 실질적으로 평행하고 상기 제1 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는 제6 자석;

상기 제2 중앙 자석과 상기 제2 방향으로 인접하여 상기 제2 베이스 플레이트에 결합되어 있고, 상기 제2 베이스 플레이트와 실질적으로 직교하고 상기 제2 베이스 플레이트로부터 멀어지는 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는 제7 자석; 및

상기 제7 자석과 상기 제2 방향으로 인접하여 상기 제2 베이스 플레이트에 결합되어 있고, 상기 제2 베이스 플레이트의 표면과 실질적으로 평행하고 상기 제1 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는 제8 자석을 더 포함하는

자석 조립체.
제3항에 있어서,

상기 제3 복수의 자석은,

상기 제2 자석 및 제6 자석에 결합되어 있고, 상기 제1 베이스 플레이트 및 제2 베이스 플레이트와 실질적으로 직교하고 상기 제1 베이스 플레이트를 향하는 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는 제9 자석; 및

상기 제8 자석 및 제4 자석에 결합되어 있고, 상기 제1 베이스 플레이트 및 제2 베이스 플레이트와 실질적으로 직교하고 상기 제2 베이스 플레이트를 향하는 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는 제10 자석을 더 포함하는

자석 조립체.
제4항에 있어서,

상기 자석은 네오디뮴과 철 및 붕소의 화합물(NdFeB)을 더 포함하는

자석 조립체.
제5항에 있어서,

상기 제1 베이스 플레이트 및 제2 베이스 플레이트는 저탄소강을 더 포함하는

자석 조립체.
베이스 플레이트;

상기 베이스 플레이트에 결합되어 있고, 상기 베이스 플레이트의 표면과 실질적으로 평행하고 제1 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는 중앙 자석;

상기 중앙 자석과 상기 제1 방향으로 인접하여 상기 베이스 플레이트에 결합 되어 있고, 상기 베이스 플레이트와 실질적으로 직교하고 상기 베이스 플레이트로부터 멀어지는 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는 제1 자석;

상기 제1 자석과 상기 제1 방향으로 인접하여 상기 베이스 플레이트에 결합되어 있고, 상기 중앙 자석의 자극 방위와 실질적으로 역평행인 자극 방위를 갖는 제2 자석;

상기 중앙 자석과, 상기 제1 방향과 역평행인 제2 방향으로 인접하여 상기 베이스 플레이트에 결합되어 있고, 상기 베이스 플레이트와 실질적으로 직교하고 상기 베이스 플레이트를 향하는 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는 제3 자석; 및

상기 제3 자석과 상기 제2 방향으로 인접하여 상기 베이스 플레이트에 결합되어 있고, 상기 베이스 플레이트의 표면과 실질적으로 평행하고 상기 제2 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는 제4 자석

을 포함하는 자석 조립체.
직사각 단면을 갖는 갭을 정의하는 복수의 자석

을 포함하고,

여기서, 상기 자석의 각각은 상기 직사각 단면과 실질적으로 동일 평면의 자극을 갖고, 상기 자석의 각각은 각각의 인접한 자석으로부터의 면 내에서 회전적으로 오프셋되는 자극 방위를 갖고, 각각의 인접한 자석 사이의 자극 방위 오프셋의 절대값은 실질적으로 90도인

자석 조립체.
보이스 코일(voice coil); 및

제1 베이스 플레이트 및 상기 제1 베이스 플레이트에 결합된 제1 복수의 자석을 포함하는 제1 구역;

제2 베이스 플레이트 및 제2 복수의 자석을 포함하는 제2 구역; 및

상기 제1 구역 및 제2 구역에 결합되어 있고, 상기 제1 구역과 상기 제2 구역 사이에서, 실질적으로 직사각형의 단면을 갖는 갭을 정의하는 제3 복수의 자석을 포함하고,

여기서, 각각의 자석은 동일 평면의 자극 방위를 갖고, 인접한 자석의 자극 방위는 회전적으로 오프셋되고, 인접한 자석들 사이의 회전 오프셋의 절대값은 대략 90도인

자석 조립체

를 포함하는 보이스 코일 모터.
제9항에 있어서,

상기 제1 구역은,

상기 제1 베이스 플레이트에 결합되어 있고, 상기 제1 베이스 플레이트와 실 질적으로 평행하고 제1 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는 제1 중앙 자석;

상기 제1 중앙 자석과 상기 제1 방향으로 인접하여 상기 제1 베이스 플레이트에 결합되어 있고, 상기 제1 베이스 플레이트와 실질적으로 직교하고 상기 제1 베이스 플레이트로부터 멀어지는 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는 제1 자석;

상기 제1 자석과 상기 제1 방향으로 인접하여 상기 제1 베이스 플레이트에 결합되어 있고, 상기 제1 중앙 자석의 자극 방위와 실질적으로 역평행인 자극 방위를 갖는 제2 자석;

상기 제1 중앙 자석과, 상기 제1 방향과 역평행인 제2 방향으로 인접하여 상기 제1 베이스 플레이트에 결합되어 있고, 상기 제1 베이스 플레이트와 실질적으로 직교하고 상기 제1 베이스 플레이트를 향하는 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는 제3 자석; 및

상기 제3 자석과 상기 제2 방향으로 인접하여 상기 제1 베이스 플레이트에 결합되어 있고, 상기 제1 베이스 플레이트와 실질적으로 평행하고 상기 제2 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는 제4 자석을 더 포함하는

보이스 코일 모터.
제10항에 있어서,

상기 제2 구역은,

상기 제2 베이스 플레이트에 결합되어 있고, 상기 제2 베이스 플레이트와 실 질적으로 평행하고 상기 제2 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는 제2 중앙 자석;

상기 제2 중앙 자석과 상기 제1 방향으로 인접하여 상기 제2 베이스 플레이트에 결합되어 있고, 상기 제2 베이스 플레이트와 실질적으로 직교하고 상기 제2 베이스 플레이트를 향하는 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는 제5 자석;

상기 제5 자석과 상기 제1 방향으로 인접하여 상기 제2 베이스 플레이트에 결합되어 있고, 상기 제2 베이스 플레이트와 실질적으로 평행하고 상기 제1 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는 제6 자석;

상기 제2 중앙 자석과 상기 제2 방향으로 인접하여 상기 제2 베이스 플레이트에 결합되어 있고, 상기 제2 베이스 플레이트와 실질적으로 직교하고 상기 제2 베이스 플레이트로부터 멀어지는 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는 제7 자석; 및

상기 제7 자석과 상기 제2 방향으로 인접하여 상기 제2 베이스 플레이트에 결합되어 있고, 상기 제2 베이스 플레이트의 표면과 실질적으로 평행하고 상기 제1 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는 제8 자석을 더 포함하는

보이스 코일 모터.
제11항에 있어서,

상기 제3 복수의 자석은,

상기 제2 자석 및 제6 자석에 결합되어 있고, 상기 제1 베이스 플레이트 및 제2 베이스 플레이트와 실질적으로 직교하고 상기 제1 베이스 플레이트를 향하는 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는 제9 자석; 및

상기 제8 자석 및 제4 자석에 결합되어 있고, 상기 제1 베이스 플레이트 및 제2 베이스 플레이트와 실질적으로 직교하고 상기 제2 베이스 플레이트를 향하는 방향으로 지향된 자극 방위를 갖는 제10 자석을 더 포함하는

보이스 코일 모터.
제12항에 있어서,

상기 자석은 네오디뮴과 철 및 붕소의 화합물을 더 포함하는

보이스 코일 모터.
제13항에 있어서,

상기 제1 베이스 플레이트 및 제2 베이스 플레이트는 저탄소강을 더 포함하는

보이스 코일 모터.