KR20080018390A - 에어 나이프를 구비하는 리니어 모터 및 이를 포함하는전자 부품 실장 장치 - Google Patents

에어 나이프를 구비하는 리니어 모터 및 이를 포함하는전자 부품 실장 장치 Download PDF

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Abstract

에어 나이프를 구비하는 리니어 모터가 제공된다. 상기 리니어 모터는 일 방향을 따라 배치된 다수의 영구자석들을 구비하는 고정자를 구비한다. 상기 고정자와 대향되게 배치되는 플레이트와 상기 고정자와 마주보는 상기 플레이트의 일면에 배치되는 코어와 상기 영구자석들과 일정한 공극을 두며 상기 코어에 감기는 코일을 구비하는 가동자가 배치된다. 상기 코일의 일측 또는 양측의 상기 플레이트의 일면에 배치되어 상기 공극으로 냉각 공기를 공급하는 에어 나이프(air knife)가 배치된다. 또한, 상기 리니어 모터를 포함하는 전자 부품 실장 장치가 제공된다.
리니어 모터, 에어 나이프

Description

에어 나이프를 구비하는 리니어 모터 및 이를 포함하는 전자 부품 실장 장치{Linear motor having air knife and chip mounter having the same}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 모터의 사시도이다.
도 2는 I-I'을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 에어 나이프의 내부 구조를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 부품 실장 장치의 개략도이다.
도 5는 제 1 리니어 모터와 헤드부의 결합을 나타내는 단면도이다.
본 발명은 리니어 모터 및 이를 포함하는 전자 부품 실장 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고정자와 가동자 사이에 냉각 공기를 분사하기 위해 에어 나이프를 구비하는 리니어 모터 및 이를 포함하는 전자 부품 실장 장치에 관한 것이다.
일반적으로 회전형 모터를 이용하는 직선 운동 시스템은 대부분의 경우, 회전 운동을 직선 운동으로 변환시키는 동력 전환 장치, 예컨대, 벨트나 볼 스크류(ball screw) 등을 사용하여 직선 방향으로 이동된다. 그러나 이러한 직선 운동 시스템들은 모터 등에 추가적으로 상기 동력 전환 장치를 부가한 시스템이어서, 상기 직선 운동 시스템의 에너지 효율을 저하시키고, 마찰이나 진동과 같은 2차적인 문제를 야기하는 단점이 있을 수 있다.
이에 근래 들어, 리니어 모터를 이용한 직선 운동 시스템이 고정밀도 및 고속을 요구하는 장비들에 적용되고 있다. 상기 리니어 모터는 전기적 입력에 대해 직접적으로 직선 운동을 할 수 있어, 회전 운동을 직선 운동으로 변환시키기 위한 별도의 동력 전환 장치를 필요로 하지 않는다. 또한, 상기 리니어 모터는 비접촉식 운동 방식으로 직선 운동을 하여 고속 및 저소음으로 작동할 수 있는 장점을 가지고 있다.
구체적으로, 상기 리니어 모터는 고정자와 상기 고정자와 대향되게 배치되는 가동자로 구성될 있다. 여기서, 상기 고정자는 N 및 S 극성이 번갈아가면서 반복적으로 설치된 영구자석들을 구비한다. 그리고, 상기 가동자는 외부로부터 전류를 인가받는 코일을 구비한다. 전류가 상기 코일에 인가되는 경우, 상기 코일에 전자기력이 작용하게 된다. 이 전자기력에 의해 상기 가동자는 추진력을 받음으로써 상기 가동자의 직선 운동이 가능하게 된다.
상기 가동자가 반복적인 직선 운동을 함에 따라, 상기 코일에 인가된 전류에 의해 상기 코일에서 상당히 높은 열이 발생된다. 이러한 열은 상기 영구자석들과 상기 코일에 미쳐 상기 영구자석들 및 상기 코일의 자계 특성이 변화되고, 상기 리니어 모터의 정밀한 제어가 이루어지지 않는다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 고정자와 가동자 사이에 냉각 공기를 분사하는 에어 나이프를 구비하여 정밀한 제어를 가능하게 하는 리니어 모터 및 이를 포함하는 전자 부품 실장 장치를 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일 양태에 따르면, 리니어 모터가 제공된다. 상기 리니어 모터는 일 방향을 따라 배치된 다수의 영구자석들을 구비하는 고정자를 구비한다. 상기 고정자와 대향되게 배치되는 플레이트와 상기 고정자와 마주보는 상기 플레이트의 일면에 배치되는 코어와 상기 영구자석들과 일정한 공극을 두며 상기 코어에 감기는 코일을 구비하는 가동자가 배치된다. 상기 코일의 일측 또는 양측의 상기 플레이트의 일면에 배치되어 상기 공극으로 냉각 공기를 공급하는 에어 나이프(air knife)가 배치된다.
몇몇 실시예들에서, 상기 에어 나이프는 상기 공극으로 냉각 공기를 분사하는 홈을 구비하는 분사부를 포함할 수 있다. 상기 분사부와 연결되며 상기 냉각 공기를 상기 분사부에 균일하게 공급시키는 버퍼부가 배치될 수 있다. 상기 버퍼부와 연결된 공급관이 배치될 수 있다. 여기서, 상기 분사부의 홈은 0.01mm 내지 10mm의 간격을 가질 수 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 양태에 따르면, 전자 부품 실장 장치가 제공된다. 상기 전자 부품 실장 장치는 전자 부품을 흡착하여 상기 회로 기판 상에 실장시키는 흡착 노즐과 상기 흡착 노즐과 연결된 진공 펌프를 구비하는 헤드부를 포함한다. 상기 헤드부와 결합되어 상기 헤드부를 X 방향으로 이송 시키는 제 1 리니어 모터를 구비하는 제 1 이송부가 배치된다. 여기서, 상기 제 1 리니어 모터는 일 방향을 따라 배치된 다수의 영구자석들을 구비하는 고정자, 상기 고정자와 대향되게 배치되는 플레이트와 상기 고정자와 마주보는 상기 플레이트의 일면에 배치되는 코어와 상기 영구자석들과 일정한 공극을 두며 상기 코어에 감기는 코일을 구비하는 가동자 및 상기 코일 일측 또는 양측의 상기 플레이트의 일면에 배치되어 상기 공극으로 냉각 공기를 공급하는 에어 나이프(air knife)를 포함한다.
다른 실시예들에서, 상기 에어 나이프는 상기 공극으로 냉각 공기를 분사하는 홈을 구비하는 분사부를 구비할 수 있다. 상기 분사부와 연결되며 상기 냉각 공기를 상기 분사부에 균일하게 공급시키는 버퍼부가 배치될 수 있다. 상기 버퍼부와 연결된 공급관이 배치될 수 있다. 여기서, 상기 공급관은 상기 진공 펌프와 연결되어 상기 진공 펌프에서 배출되는 공기를 공급받을 수 있다.
또 다른 실시예들에서, 상기 제 1 이송부와 결합되어 Y 방향으로 상기 제 1 이송부를 이송시키는 제 2 리니어 모터를 구비하는 제 2 이송부를 더 포함할 수 있다. 상기 제 2 리니어 모터는 일 방향을 따라 배치된 다수의 영구자석들을 구비하는 고정자, 상기 고정자와 대향되게 배치되는 플레이트와 상기 플레이트의 일면에 배치되는 코어와 상기 영구자석들과 일정한 공극을 두며 상기 코어에 감기는 코일을 구비하는 가동자 및 상기 코일의 양측의 상기 플레이트의 일면에 배치되어 상기 공극으로 냉각 공기를 공급하는 에어 나이프(air knife)를 포함할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설 명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 모터에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 모터의 사시도이고, 도 2는 I-I'을 따라 절단한 단면도이고, 도 3은 에어 나이프의 내부 구조를 나타내는 사시도이다.
리니어 모터(100)는 고정자(110) 및 상기 고정자(110)와 대향되게 배치되는 가동자(120)를 구비한다. 상기 고정자(110)는 고정 플레이트(112), 상기 고정 플레이트(112) 상에 일 방향을 따라 배치되는 고정 코어(114) 및 상기 고정 코어(114)의 상면을 따라 일정 간격으로 N 및 S극이 번갈아가면서 교대로 배치되는 영구자석들(116)을 포함할 수 있다. 그리고 상기 가동자(120)는 상기 영구자석들(112)과 대향되게 배치되는 플레이트(122), 상기 고정자(110)와 마주보는 상기 플레이트(112)의 하부면에 배치되는 코어(124) 및 상기 코어(124)에 감기는 코일(126)을 포함한다. 도 2에서와 같이, 상기 코일(126)은 상기 영구자석들(116)과 일정한 공극(G)을 두고 배치된다. 상기 코일(126)에 외부로부터 전류가 인가되는 경우, 상기 가동자(120)와 결합된 LM 블록(132)이 상기 고정자(110)와 결합된 LM 가이드(134)를 따 라 이동하여 상기 가동자(120)는 상기 고정자(110)의 상부에서 직선 운동할 수 있다. 도 1에서는 상기 가동자(120)가 상기 고정자(110) 상에 배치된 것으로 도시하고 있으나, 이와 반대로, 상기 가동자(120)와 상기 고정자(110)의 상하 배치가 바뀔 수 있다.
한편, 상기 코일(126) 양측의 상기 플레이트(122)의 하부면에 에어 나이프들(air knife; 140)이 배치된다. 도 3에서 도시된 바와 같이, 상기 에어 나이프들(140)은 외부의 냉각 공기를 유입하는 제 1 및 제 2 공급관(142, 144) 및 상기 제 2 공급관(144)과 연결되는 버퍼부(146) 및 상기 버퍼부(146)와 연결되는 분사부(148)를 포함할 수 있다. 상기 냉각 공기는 상기 제 2 공급관(144)을 통해 상기 버퍼부(146)에 유입될 수 있다. 도면에서는 상기 에어 나이프들(140)이 냉각 효율을 향상시키기 위해 상기 코일(126) 양측에 배치되었으나, 상기 코일(126)의 일측에 배치될 수 있다.
상기 냉각 공기는 상기 버퍼부(146)에서 여러 방향으로 분산될 수 있다. 따라서, 상기 버퍼부(146)는 상기 냉각 공기를 상기 분사부(148)로 균일하게 공급하는데 기여할 수 있다. 상기 분사부(148)는 상기 냉각 공기를 상기 공극(G)으로 분사시키는 홈(149)을 구비할 수 있다. 상기 홈(149)은 상기 공극(G)의 간격과 실질적으로 동일한 간격을 가질 수 있다. 그리고 상기 홈(149)은 상기 공극(G)을 따라 길게 형성되므로 상기 홈(149)으로 분사되는 상기 냉각 공기는 면 형상의 흐름을 가질 수 있다. 상기 공극(G)의 간격에 따라 상기 홈(149)의 간격(t)은 0.01mm 내지 10mm일 수 있다
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 모터의 동작에 대해 설명한다.
상기 코일(126)에 전류가 인가되는 경우, 상기 코일(126)에 전자기력이 작용될 수 있다. 이 전자기력에 의해 상기 가동자(120)는 추진력을 받음으로써 상기 LM 가이드(134)를 따라 상기 고정자(110) 상부에서 직선 운동을 할 수 있다. 이때, 상기 코일(126)에 지속적으로 전류가 인가되는 경우, 상기 코일(126)에서 열이 발생한다. 이 열이 외부로 방출되지 않고, 상기 공극(G)에 잔존하여 상기 영구자석들(116)과 상기 코일(126)에 미친다. 상기 에어 나이프들(140)은 상기 공극(G)에 상기 냉각 공기를 분사시킴으로써 상기 영구자석들(116)과 상기 코일(126)을 냉각시킨다. 그리고, 상기 에어 나이프들(140)은 상기 코일(126)과 상기 영구자석들(116)이 겹쳐지는 상기 공극(G) 전체에 면 형상의 흐름을 가지는 상기 냉각 공기를 분사시켜 냉각 효율을 향상시킨다. 따라서, 상기 가동자(120)가 반복적으로 직선 운동을 할지라도 상기 영구자석들(116) 및 상기 코일(126)의 자계 특성이 유지되고, 상기 리니어 모터(100)의 정밀한 제어가 가능하다.
도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 부품 실장 장치에 대하여 설명한다.
전자 부품 실장 장치(200)는 전자 부품을 실장할 회로 기판(10)을 X 방향으로 이송시키는 컨베이어(210), 상기 컨베이어(210) 상에 배치되는 헤드부(220), 상기 X 방향으로 배치되며 상기 헤드부(220)와 연결되는 제 1 이송부(230) 및 Y 방향으로 나란히 배치되며 상기 제 1 이송부(230)의 양끝단과 결합되는 제 2 이송부 들(240)을 포함한다. 상기 헤드부(220)는 몸체(224) 및 상기 몸체(224)의 하부에 배치되어 부품 공급부(212)로부터 상기 전자 부품을 흡착하는 흡착 노즐(222) 및 상기 몸체(224) 내부에 배치되어 상기 흡착 노즐(222)에 진공을 형성시키는 진공 펌프(226)를 구비한다. 상기 헤드부(220)는 상기 제 1 이송부(230)와 연결되어 X 방향으로 이동되면서 상기 회로 기판(10)에 상기 전자 부품을 실장시킬 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 이송부(230)는 제 1 리니어 모터(242)를 구비한다. 상기 제 1 리니어 모터(242)는 고정자(250) 및 상기 고정자(250)와 대향되게 배치되며 그 하부에 상기 헤드부(220)와 결합된 가동자(260)를 포함한다. 상기 가동자(260)는 LM 블록(272)이 LM 가이드(274)를 따라 이동되면서 상기 고정자(250)의 하부를 따라 이동될 수 있다. 상기 고정자(250)는 고정 플레이트(252), 상기 고정 플레이트(252) 하부에 일 방향을 따라 배치된 고정 코어(254) 및 상기 고정 코어(254)의 하부면을 따라 배치되는 영구자석들(256)을 포함할 수 있다. 그리고 상기 가동자(260)는 상기 영구자석들(256)과 대향되게 배치되는 플레이트(262), 상기 고정자(250)와 마주보는 상기 플레이트(262)의 상부면에 배치되는 코어(264) 및 상기 영구자석들(256)과 공극(G)을 두며 상기 코어(264)에 감기는 코일(266)을 포함한다.
상기 코일(266) 양측의 상기 플레이트(262) 상부면에 에어 나이프들(280)이 배치된다. 상기 에어 나이프들(280)은 공급관(282), 상기 공급관(282)과 연결되는 버퍼부(284) 및 상기 버퍼부(284)와 연결되며 상기 공극(G)으로 냉각 공기를 분사하는 홈(287)을 구비하는 분사부(286)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 냉각 공기 를 상기 에어 나이프들(242)에 공급하기 위해 상기 공급관(282)은 공급 라인(282)을 통해 상기 진공 펌프(226)와 연결될 수 있다. 상기 진공 펌프(226)는 상기 흡착 노즐(222)에 진공을 형성시켜 배출된 공기들을 상기 공급관(282)에 공급할 수 있다. 이하, 상기 제 1 리니어 모터(242)는 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 모터(도 1의 100 참고)와 동일하여 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 제 2 이송부들(240)은 상기 제 1 이송부(230)를 Y 방향으로 이송시킬 수 있다. 상기 제 2 이송부들(240) 또한 상기 제 1 이송부(230)의 양끝단과 결합되는 제 2 리니어 모터들(미도시)을 구비할 수 있다. 상기 제 2 리니어 모터(미도시)에 대한 구성요소는 상기 제 1 리니어 모터(242)의 구성요소와 동일할 수 있다. 그리고 상기 제 2 리니어 모터들(미도시)에 설치된 에어 나이프(미도시)도 상기 진공 펌프(226)와 연결되어 냉각 공기를 공급받을 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 상기 영구자석들과 상기 코어 사이의 상기 공극에 냉각 공기를 분사하는 에어 나이프가 배치된다. 상기 에어 나이프를 설치함으로써 상기 공극을 사이에 두고 마주보는 상기 영구자석들과 상기 코일을 냉각시킬 수 있다. 따라서, 상기 영구자석들과 상기 코일의 자계 특성이 유지되고, 상기 리니어 모터를 정밀하게 제어할 수 있다. 또한, 상기 에어 나이프는 상기 공극 전체에 균일하게 상기 냉각 공기를 분사시켜 냉각 효율을 향상시킨다.

Claims (8)

  1. 일 방향을 따라 배치된 다수의 영구자석들을 구비하는 고정자;
    상기 고정자와 대향되게 배치되는 플레이트와 상기 고정자와 마주보는 상기 플레이트의 일면에 배치되는 코어와 상기 영구자석들과 일정한 공극을 두며 상기 코어에 감기는 코일을 구비하는 가동자; 및
    상기 코일 일측 또는 양측의 상기 플레이트의 일면에 배치되어 상기 공극으로 냉각 공기를 공급하는 에어 나이프(air knife)를 포함하는 리니어 모터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 에어 나이프는
    상기 공극으로 냉각 공기를 분사하는 홈을 구비하는 분사부;
    상기 분사부와 연결되며 상기 냉각 공기를 상기 분사부에 균일하게 공급시키는 버퍼부; 및
    상기 버퍼부와 연결된 공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 분사부의 홈은 0.01mm 내지 10mm의 간격을 가지는 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
  4. 전자 부품을 흡착하여 상기 회로 기판 상에 실장시키는 흡착 노즐과 상기 흡 착 노즐과 연결된 진공 펌프를 구비하는 헤드부;
    상기 헤드부와 결합되어 상기 헤드부를 X 방향으로 이송시키는 제 1 리니어 모터를 구비하는 제 1 이송부를 포함하되,
    상기 제 1 리니어 모터는 일 방향을 따라 배치된 다수의 영구자석들을 구비하는 고정자, 상기 고정자와 대향되게 배치되는 플레이트와 상기 고정자와 마주보는 상기 플레이트의 일면에 배치되는 코어와 상기 영구자석들과 일정한 공극을 두며 상기 코어에 감기는 코일을 구비하는 가동자 및 상기 코일 일측 또는 양측의 상기 플레이트의 일면에 배치되어 상기 공극으로 냉각 공기를 공급하는 에어 나이프(air knife)를 포함하는 전자 부품 실장 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 에어 나이프는
    상기 공극으로 냉각 공기를 분사하는 홈을 구비하는 분사부;
    상기 분사부와 연결되며 상기 냉각 공기를 상기 분사부에 균일하게 공급시키는 버퍼부; 및
    상기 버퍼부와 연결된 공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 부품 실장 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 공급관은 상기 진공 펌프와 연결되어 상기 진공 펌프에서 배출되는 공기를 공급받는 것을 특징으로 하는 전자 부품 실장 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 분사부의 홈은 0.01mm 내지 10mm의 간격을 가지는 것을 특징으로 하는 전자 부품 실장 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 이송부와 결합되어 Y 방향으로 상기 제 1 이송부를 이송시키는 제 2 리니어 모터를 구비하는 제 2 이송부를 더 포함하되,
    상기 제 2 리니어 모터는 일 방향을 따라 배치된 다수의 영구자석들을 구비하는 고정자, 상기 고정자와 대향되게 배치되는 플레이트와 상기 고정자와 마주보는 상기 플레이트의 일면에 배치되는 코어와 상기 영구자석들과 일정한 공극을 두며 상기 코어에 감기는 코일을 구비하는 가동자 및 상기 코일의 양측의 상기 플레이트의 일면에 배치되어 상기 공극으로 냉각 공기를 공급하는 에어 나이프(air knife)를 포함하는 전자 부품 실장 장치.
KR1020060080422A 2006-08-24 2006-08-24 에어 나이프를 구비하는 리니어 모터 및 이를 포함하는전자 부품 실장 장치 KR101118258B1 (ko)

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