TW200421508A - Bonding device - Google Patents

Description

200421508 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種接合裝置，尤其是關於具備用以使 接合部(用以進行接合作業)移動至任意位置之移動機構的 接合裝置。 【先前技術】 引線接合機，係用來以細金線連接設置於半導體晶片 等晶粒之複數個接合墊、與設置於電路基板等之接合引線 之間的裝置。A 了將金線等正確地定位於接合塾與接合引 2之既定位置以進行接合，需要一種將接合頭部移動I任 意位置的機構，該接合頭部上搭載有接合工具（有金線插 穿保持著）及定位用攝影機等。 圖15,係習知引線接合機1〇之接合頭部2〇之移動機 構的俯視圖。該移動機構，如日本專利文獻1所述係㈣ 物盤(XY-table)機構，在引線接合機1〇之架台12上所設 置的載物盤保持台14上重疊χ载物盤16、肖γ載物盤Μ ’接合頭部20則^於Υ載物盤18上。在接合頭部2〇, 安裝有接合工具22(前端有插穿且保持著金線之毛細管）、 及位置檢測用攝影冑24。在架台12設置電路基板之搬送 路50’使電路基板能搬送至接合工具22之大致正下方之 接合作業領域52。藉此，將X載物盤16沿圖所示之X方 向移動，在該X载物盤16上將γ載物盤18;"方向移動 ’藉此使接合頭部2〇在灯平面内移動至任意位置，再使 用位置檢測用攝影機24來檢測位置，根據檢測結果便能使 200421508 接合工具22移動至所希望的位置。此外，以圖略之z方向 移動機構將接合工具沿z方向移動，便能進行接合作業。 在此，X載物盤16，係能藉由X方向線性馬達3〇驅動 ，被圖略之線性導件導引，而在載物盤保持台14上沿义方 向移動。即X方向線性馬達3〇，係具備··驅動部32，用以 產生垂直於線圈之方向之驅動磁場；及可動線圈34，當線 圈電流流過時從驅動磁場受到χ方向之驅動力。此外，該 可動線11 34透過臂36連接於χ載物盤16。又，γ載物盤 18 ’係能藉由γ方向線性馬達4()驅動，被圖略之線性導件 導引，而在X載物盤16上沿圖示之γ方向移動。γ方向線 性馬達40，亦具備：驅動部42，用以產生垂直於平面 之方向之驅動磁場；及可動線圈44,當線圈有電流流過時 由於X方向之成分電流而會從驅動磁場受到γ方向之驅動 力。此外，該可動線圈44透過臂46連接於γ载物盤Μ。 專利文獻1 ··日本特開2002-329772號公報 【發明内容】 發明之福i ULgt兔決之技彳 如上述藉由使用XY載物盤機構，能將接合頭部移動至 任意位置’進行接合作業1而在該機構，有 幾個問題。 1 ·接合頭部，係搭載於疊成2屏之χ势 载物盤與？載物 故移動所需驅動之質量不僅係接合頭部之質量，還 須加上X載物盤及γ載物盤等之質量。因&，須驅：重質 200421508 置，要使接合頭部之移動速度進—步高速化是困難的。 2.Y載物盤及接合頭部在χ載物盤上沿γ方向移動， 故在X方向驅動馬達之驅動方向、與γ載物盤及接合頭部 之重心位置之間產生偏心。因此，"向之驅動力導致相 對接合頭部之旋轉力之產生，為了防止該㈣力之產生， 須提高線性導件#導引機構之㈣，更增加所需之質量。 因而妨礙接合頭部之移動速度之高速化。 3.決定X方向之移動精度及γ方向之移動精度的線性 V件之真直精度的提高係有限度，故藉此提高定位精度是 困難的。 4·伴IW X載物盤之移動，其上面之γ載物盤亦跟著沿 Χ方向移動。即，Υ方向致動器之可動線圈，不僅沿Υ方向 移動而且& χ方向移動。因此，γ方向致動器之驅動磁場 產生用磁鐵’為了涵蓋該可動線圈之移動範圍而大型化， 致成本增加。 針對上述問題，例如，為了減少驅動力方向與重心的 偏^ 了將線圈之形狀作成以接合頭之重心為中心的圓弧 狀’但是構造變複雜。又，為了將磁鐵小型化，可將Υ方 向致動S與γ載物盤之連接作成不使用臂來連接而是使用 接頭（joint)來連接的構造，不過，應驅動之質量相對增加 ’增加Y方向之驅動力，故γ方向馬達變大型化。又，接 頭連接導致無法提高該部分之剛性。再者，X載物盤會移 動’導致Y致動器之推力中心與負荷之中心偏心，不易高 速化。 200421508 本發明之目的，係解決如上述之f知技術之問題，並 =、—種能將接合頭部之移動速度更高速化的接合裝置。 裝=目的’是提供-種使接合頭部之定位精度更高的接合 用一以解決問擷^ :了達成上述目的’本發明之接合裝置，係包含用以 :“對象進行接合作業之接合頭部'及用以將接合頭部 =至任意位置之移動機構；其特徵在於··該移動機構， :::含弟1致動器及第2致動器；該帛】致動器，具有能 >口線性導件移動之帛i可動子、及用以驅動第^動子之 驅動該線性導件’係被架台支撲成能旋轉自如；該第 2致動器’具有能沿線性導件移動之帛2可動子、及用以 苑動第2可動子之驅動部；該線性導件，係被架台支撐成 能旋轉自如；在接合頭部，固定第1可動子並軸支第2可 動子。 又，邊第1致動器，其驅動部與用以導引第丨可動子 之線性導件以成為一體之方式被架台支撐成能旋轉自如； 該第2致動器，其驅動部與用以導引第2可動子之線性導 件以成為一體之方式被架台支撐成能旋轉自如。 又，較佳者為該第1致動器，係具有作為第1可動子 之第1可動線圈、及包含給予第i可動線圈鏈接磁通量之 磁鐵且固定於架台之驅動部，第丨可動線圈之大小，係設 定成藉由第1可動線圈之旋轉及直線移動不致改變給予第 1可動線圈之鏈接磁通量；該第2致動器，係具有作為第2 200421508 可動子之第2可動線圈、及包含給予第2可動線圈鏈接石兹 通量之磁鐵且固定於架台之驅動部，第2可動線圈之大小 ’係設定成藉由第2可動線圈之旋轉及直線移動不致改、變 給予第2可動線圈之鏈接磁通量。 又’本發明之接合裝置，係包含用以對接合對象進行 接合作業之接合頭部、及用以將接合頭部移動至任意位置 之移動機構，其特徵在於··移動機構，係包含第1致動号 及第2致動器；該第1致動器，具有被滑台支撐成能旋轉 自如之作為第1可動子的第1可動線圈、及包含給予第i 可動線圈鏈接磁通量之磁鐵且固定於架台之驅動部；該滑 台，係能沿固定於架台之線性導件移動；該第1可動線圈 之大小，係設定成藉由第1可動線圈之旋轉及直線移動不 致改變給予第1可動線圈之鏈接磁通量；該第2致動器， 具有被滑台支撐成能旋轉自如之作為第2可動子的第2可 動線圈、及包含給予第2可動線圈鏈接磁通量之磁鐵且固 定於架台之驅動部；該滑台，係能沿固定於架台之線性導 件移動"亥第2可動線圈之大小，係設定成藉由第2可動 線圈之旋轉及直線移動不致改變給予帛2可動線圈之鏈接 磁通量；在接合頭部，固定第1可動子，並軸支第2可動 子0 又，在本發明之接合裝置’較佳者為該第1可動子之 旋轉中心連到帛i可動子之㈣於接合頭部之固定點的直 =、與第2可動子之旋轉中心、連到第2可動子之軸支於接 合頭部之軸支點的直線’兩線的交點係大致與接合頭部之 重心位置一致。 又二接合頭部係藉由流㈣支撐於架台。 之流體壓支撐架台。係用以藉由流體壓來支撐接合頭部 又’較佳者為該架台 之懸吊架台。 你以懸吊之方式支撐接合頭部 八，隹本發明之接合 器，用以檢、>丨g ^ 、置，較佳者為具備··第1感測 第2可動子之位置；位置算出2第2感測器’用以檢測 測資料及第2减洌之於、，[根據第1感測器之檢 以列杰之檢測資料，將接人 相對架台之直角座標系的位置來曾:月之 所算出之^座標“位 ^，及控制機構，根據 &接μ部之位置控制。 依據上述構成之至少1 可動子與第2可動子。二=頭:直接速接第〗 可動子之運動的線性導件之導二含導=1 :動的線性導件之引導轴的平面内受到導 ： :由2個致動器直接驅動，在平面内任意移動。因 術將χ載物盤…物盤之質量包含於應 一動之II内’而能將接合頭部之移動速度更高速化。 辟由：二據上述構成之至少"固，接合頭部之移動，係 精^第！可動子之旋轉中心與第2可動子之旋轉中心的 方疋轉移動來進行。在此情形之接合頭部之定位精度，主要 係由旋轉中心之位置精度、與致動器之進給精度所支配， 10 200421508 藉此，能使接合頭部 而線丨生導件之真直精度之影響則少 之定位精度更高。 又，依據上述構成之至少 # ^ ^ ^ ^ ώ ^ 個，將致動器之驅動部支 撺成此疑轉自如，並沿與驅動 σ卩成為一體之線性導件使可 動子進退。因此，沿用習知土 使用之附導件之線性馬達， 將其旋轉自如地支撐於架台， 、接a頭部，固定一可動子 並轴支另一可動子，丨士 # At 士 猎此便此直接驅動接合頭部，使其在 平面内任意移動。附導件之峻 、 卞1蜾性馬達，除可動線圈型線性 馬達外，亦可使用步進馬達哎六 逐A 1 ",L馬達與滾珠螺桿之組合 型者。 在此’使用具有能沿線性導件（旋轉自如地支撐於p )移動之可動線圈、與固定於架台之驅動部的致動器時， 對驅動部，可動線圈係傾斜移動。依據上述構成之至少^ 個，可動線圈之大小，係設定成藉由可動線圈之旋轉及直 線移動不致改變可動線圈所施加之鏈接磁通量。例如，使 可動線圈之寬度比驅動部之磁鐵之寬度充分取大，藉此， 即使在可動線圈之移動範圍的最大傾斜亦不改變鏈接磁通 里。因此，月b將驅動部之磁鐵作小，來抑制成本。 在上述構成之至少1個，使用具有旋轉自如地支撐於 滑台（能沿固定於架台之線性導件移動）的可動子線圈、與 固定於架台的驅動部的致動器2個，將一第1可動子與另 一第2可動子直接連接於接合頭部。接合頭部，則在包含 導引第1可動子之線性導件之引導軸、與導引第2可動子 之線性導件之引導轴的平面内，導引接合頭部之移動。即 200421508 ’接合頭部’能以2個致動器直接驅動，在平面内任意移 動藉此’不會如習知技術般將X載物盤或γ載物盤之質 里包含於應驅動之質量，能將接合頭部之移動速度更高速 化。 又’依據上述構成之至少1個，接合頭部之移動，係 藉由繞第1可動子之旋轉巾d帛2可動子之旋轉中心的 =轉移動來進行。藉此，能降低線性導件之真直精度對接 合頭部之定位精度的影響，使接合頭部之定位精度更高。

又，可動線圈，係相對驅動部傾斜移動，對此，依擄 =成…1個，可動線圈之大小，係設定成藉由可 :之％轉及直線移動不致改變可動線圈所施加之鏈接 八：：，：如使可動線圈之寬度比驅動部之磁鐵之寬度充 能將驅動部之磁鐵作小，來抑制成本。 依據上述構成之至少1 处 部重心之間的偏心少，不必為了：:二動力方向與接合頭

機構之剛性，故能將可動子或線=:度^度提高引導 。藉此，&#A3 /、、、良f生導件等弓丨導機構輕量化 精此月b將接合頭部之移動速度更高速化。 又，依據上述構成之至少 支撲於架台，故比起磨擦滑m，接合頭部係以流體壓 頭部之定位精度更高。在用動磨擦等，較能使接合 口及真空吸引口，可設置於接：=壓支揮之空氣吹出 側。 員則’亦可設置於架台 依據上述構成之至 送機構的接合作業面、 12 200421508 置全體之配置之自由度， 而能構成方便性更高之接合裝置 人依據上述構成之至少Η固，將繞可動子旋轉中心的接 口碩部之移動’轉換為容易利用之直角座標系之移動。因 此’使用該轉換資料’便能沿用習知之直角座 控制程式等。 1 如上述，依據本發明之接合裝置，能將接合頭部之彩

動速度的更高速化。依據本發明之接合裝置，能使接合瑪 部之定位精度更高。 【實施方式】 复為發明之噩祛开4能 以下使用圖式詳細說明本發明之實施形態。以下，將 接合裝置當作引線接合機來說明，但是亦可為晶粒接合機 、面朝下接合機等之接合裝置。圖丨，係引線接合機1〇〇 之俯視圖，特別表示接合頭部12〇之移動機構的圖。圖2 ，係引線接合機100之側視圖。與圖15相同之元件使用相 同符號。 引線接合機100，在架台12上具備2個線性馬達130 、140、將接合頭部12〇以流體壓支撐成能於平面内移動之 頭部支撐載台114、及電路基板之搬送路50。 接合頭部120，係底面平坦之構件，其具備在前端具 有插穿金線且保持之毛細管之接合工具22、及位置檢測用 攝影機24。2個線性馬達130、140，如詳述於後，各個可 動子連接於接合頭部12〇。又，在接合工具22之大致正下 13 200421508 方叹疋接合作業領i或52，藉由搬送路5〇將電路基板搬送 至此處。接合工具22 ’藉由圖略之Z方向移動機構，能沿 垂直於圖所示之XY平面的z方向移動。 士圖2所示，在引線接合機100設置控制部150與操 作盤160。操作盤16〇，係用來設定引線接合線作業所必要 之條件的私作面板，例如能藉由人工輸入或按紐設定等來 輸入必要之條件。控制部15〇 ’係控制引線接合機⑽全 體之動作的電路區，例如能依照所設定之條件執行動作軟 體來控制線性馬達130、14〇、頭部支律載台ιΐ4之流體壓 支樓，進行接合頭部120之定位控制。控㈣15〇之機能 ，其一部分或全部亦能以硬體執行。 2個線性馬達13G、14G中之第1線性馬達13〇,具備 產生垂直於XY平面之方向之驅動磁場之驅動部132、及當 線圈電流流過時從驅動磁場受到驅動力之可動線圈部^ ;且固定於可動線圈部134之臂136之一端，係在接合頭 部120之固定端138連接於接合頭部12〇。第2線性馬達 140’亦具備產生垂直於巫 旬座玍於XY千面之方向之驅動磁場之驅動 部142、及可動線圈部144，但是固定於可動線圈部⑷之 端’係在接合頭部⑽之軸支端148連接於接 合頭部120。 /定端138上之臂136之一端與接合頭部12〇的固定 ’月b使用螺栓固定或使用螺栓鎖緊。X，亦可使用接著等 黏合技術。又，亦可使接合頭部120與臂146形成為一體 化之構造。轴支端148上之臂146之—端與接合頭部12〇 200421508 之軸支，能使用旋轉軸承構造。又，亦 軸板彈酱。十字枢軸板彈菁，係在中心支胃 ^ 斤謂十字樞 相正交之4個板彈黃狀安裝 ‘4周圍具有互 裝部中，將沿相同的轴方向(例如冓丄在方4^ 安裝於臂146之一端’將沿與此 °，伸之2個 :中、他2個安裝於接合頭部12。，便能使十 _ 之中心支點為軸支端。 平攸坪貝 2個線性馬達130、140之配置，在尚夫 期狀態，係設定成臂136與臂 ：進仃凝動之初 120之重心G。藉此，對接合二2Γ:接合頭部 朝人 。碩120，透過臂136、146 朝向接合項部12〇之重心施加駆動力，在受限於臂136、 之運動之下來移動接合頭部120之位置。 之頭==广以流體I支樓於架台12。即，在架台12 支撐載σ 1U之上面與接合頭1 行吹氣及直*吸引垃人接°碩。"20之底面之間進 部支hi 部120能以流體壓邊支撐於頭 P支撐栽台114之平面上邊移動。 114 J俯\係與接合碩部120之底面對向之頭部支撐載台 域t視圖。頭部支揮載台114，在經平坦加卫處理之支 周圍I:之大約中央具備真空吸引口 174、及配置在其 之間構/固空氣吹出口 176，在該載台114與接合頭部⑵ 出口 17fi所謂空氣軸承之構造。真空吸引σ 174與空氣吹 )之孩红，設置於接合頭部12〇(受限於臂136、146之運動 空裝置，71 域172之内部。真空吸引口174連接於圖略之真 二氣人出口 176連接於圖略之空氣加壓裝置。空 15 200421508 除!，氣加壓供應外，亦可將氮氣等其他氣 :值。真空壓力與空氣壓力，11由控制部控制在適 虽值’该適當值足以使接合頭部從支撐領_ 起:=由臂136、146之運動使接合頭部圓滑移動。例： 頭部之全質量為16陶，則控制（真空壓力X真空 吸引口面積)為_50N，控制(空氣壓力x空氣吹 + 66N。 w 預；馮

如上述，將用於流體麼支樓之空氣吹出口與真空吸引 口設置於架台12之頭部支樓載台114側，接合頭部^便 能以流體壓支撐於架台12。除此例料，亦可將用於流體 Μ支樓之空氣吹出Π與真空吸引口設置於接合頭部12〇之 底面側’亦可使空氣吹出口形成為細孔。

圖4，係說明在接合頭部12〇之底面側設置真空吸引 口 173與細孔之空氣吹出σ 175時，接合頭部⑵與頭部 支撐載台114《間的流體壓支撐之情形的圖。頭部支撐載 台114,形成為其中央部經平坦加工處理之頭支撐領域17〇 。接合頭部120之底面，亦經平坦加工處理，在其大致中 央具備真空吸引口 1 73、及配置在其周圍之複數個空氣吹 出口 175,在該底面與頭部支撐載台114之間構成所謂空 氣軸承構造。空氣吹出口 175,亦可例如配置複數個直徑 0· 5ππη之孔，又，將如燒結金屬或發泡金屬具有無數個細 孔之材料使用於該部分，亦可從此等細孔吹出空氣。真空 吸引口 173連接於圖略之真空裝置，空氣吹出口 175連接 於圖略之空氣加壓裝置。空氣加壓裝置，除將空氣加壓供 16 200421508 應外，亦可將氮氣等其減體加壓供應。A空壓力與空氣 壓力，係設定在適當值，其足以使接合頭部從支樓領域 170之表面汙上，並藉由第i可動臂⑽與第2可動臂之 運動來使接合頭部圓滑移動。如上述在接合頭冑12〇具備 真空吸引口 173與空翁。免屮门 孔人出口 175，故接合頭部120如圖4 虛線所示在頭支揮領域】7 n a 次170王域此以流體壓支撐著而圓滑 地移動。 圖5,係表示在頭部支撲載台114側設置真空吸引口 m與細孔之空氣吹出σ 176之例的圖。在此例，具有將 士空配管或空氣配管固定於架台側而設置之優點。但是另 :方面，需要限制其移動範圍’以免接合頭部12〇之底面 脫離真空吸引。174或空氣吹出口 176。即，如圖5所示 1真空吸引^ m與空氣吹出σ 176之配置領域設定為 比接合頭苦"20之底面之大小更狹窄，將接合頭吾"2〇之 移動範圍，如圖5所示虛線般限制。 圖6，係在第1線性馬達13〇及第2線性馬達14〇，將 共同部分200 ’即驅動部與可動線圈之部分，構成該部分 之各元件分解來表示的圖。在線性馬達之共同部分2〇〇， 驅動部202,係固定於架台12之驅動部固定部2〇6，可動 線圈部204，係安裝於架台12之旋轉孔2〇8。驅動部2〇2 2驅動部固定部206與架台12之間的固定，能使用螺栓固 定或螺栓鎖緊或接著等之固定方法。又，亦可將驅動部 2〇2與架台12之間當作別之直線導引，邊使之無反動化邊 將驅動部202支撐於架台。 17 200421508 的槿：動部·202 ’係用以產生供應至可動線圈之驅動磁場 、—由腳邛21〇(固定於驅動部固定部206之柱狀構件 )、及固定安裝於腳部210夕μ卹 丨之上邛之軛部212所構成。軛部 ’係以上部輛214與下部軺2】6與中央_ 2】8成為e字 型之方式所形成之磁性體構件，在上部輛2i4之下面部安 裝广鐵220，在下部輛216之上面部安裝下部磁鐵奶 〇除了上部磁鐵2 2 0盘下邮威腐9 9 Ο A丨 /、下π磁鐵222外，亦可使用相同 料將腳部210與軛部212形成為一體。 可動線圏部204’係包含下列構件之組合體：中 圈聊、用以支擇中空線圈挪之支樓構件饥、用^定 imr牛232之導件234、具有能與導件234滑動之槽 導槽構件236、及固定於導槽構件236並與架台12之旋轉 2 208游合之旋轉軸導件咖、及導槽構件挪，構 成灰轉自如地支樓於架台12的線性導件。藉此，中空 23〇,被線性導件導引而作直線運動，並且以設置於架台 12之旋轉孔2G8為旋轉巾^ ’能與線性導件—起作旋轉運 動。又，與接合頭部連接之臂，固定安裝於支樓構件 〇 7 2旋轉孔與旋轉軸之組合的旋轉機才冓，能使用旋轉軸 ，構造。χ ’亦可使用空氣軸承構造’亦可使 板彈簧之構造。 于I竿由 、又，在導槽構件236設置位置檢測用感測器24〇，用 从檢測沿線性導件之中空線^ 23Q之位置。因沿線性導件 之中空線1 230之移動’表示沿線性導件之臂之移動，故 18 200421508 根據位置檢測用感測器240之檢測資料，能控制連接於臂 之接合頭部之移動。位置檢測用感測器24〇，亦可設置於 導件234側來檢測導槽構件236之位置。 中空線圈230,係將銅線等導線捲繞複數圈而構成之 空心線圈，其大小，係形成為能將所捲繞之線圈收納於驅 動部202之上部磁鐵220與中央軛218間之間隙、及中央 軛218與下部磁鐵222間之間隙。因此，驅動部2〇2所產 生之驅動磁場則鏈接於中空線圈23〇，在控制部之控制下 使電流流通於導線，便能將中空線圈23〇沿其軸方向驅動 〇 如上述，可動線圈部204能沿線性導件（旋轉自如地支 撐於架台12)移動，故有時會對驅動部2〇2傾斜移動。為 了使鏈接磁通量即便在可動線圈部2〇4之移動範圍的最大 傾斜亦不改變，將空心線圈之寬& w言史定成充分地比驅動 部202之磁鐵之寬度w更大。由於此構造，儘管可動線圈 部204之傾斜移動，仍能使磁鐵之大小為驅動力所需之最 小者。 圖7、圖8，係說明使用具有圖6所示之共同部分 之第1線性馬達130與第2線性馬達140時的接合頭部 120之移動情形的圖。在此等圖，對與圖丨同樣之元件使 用相同符號，省略詳細說明。又，在此等圖，僅表示可動 線圈部134、144、臂136、146、及接合頭部12〇周圍之部 分，以RE表示可動線圈部134之旋轉中心，以Rs表示可 動線圈部144之旋轉中心。在此等圖，實線係表示驅動第 200421508 1線性馬達與第2線性馬達前之初期狀態，圖7之虛線係 表示僅驅動第1線性馬達後之狀態，w 8之虛線係表示僅 驅動第2線性馬達後之狀態。在驅動後之各元件之符號加 上a或b來區別。 在圖7，若不驅動第2線性馬達，而僅驅動第丨線性 馬達時’ f 2可動線圈部144與臂146 ’僅允許以旋轉中 心RS為中心旋轉。現在，若第】可動線圈部134朝推出接 合頭部120之方向受到驅動力，則接合頭部12〇之固定端 138與轴支端148之相對位置關係不冑，故在維持該關: 下，接合頭部120之固定端138同時在以旋轉中心re為中 心之圓弧上移自’軸支端148則在以旋轉中心、Rs為中心之 圓弧上移動。虛線之狀態係表示該狀態，冑136亦稍旋轉 但是當f 136之長度比接合頭部12〇之長度充分長時， 該旋轉量係微小，接合頭部12〇上之各點，例如重心大 致繞旋轉中心RS旋轉移動。 在圖8’若不驅動第i線性馬達，而僅驅動第2線性 馬達時，帛1可動線圈部134與臂136，僅允許以旋轉中 心找為中心旋轉。現在，若第2可動線圈部144朝推出接 合頭部120之方向受到驅動力’則接合頭部12〇之固定端 138與轴支端148之相對位置關係不變，故在維持該關係 下，接合頭部12〇之固定端138同時在以旋轉中心re為中 心之圓弧上移動，軸支端148則在以旋轉中心“為中心之 圓弧上移動。虛線之狀態係表示該狀態，f 146㈣㈣ ’但是當f 146之長度比接合頭部120之長度充分長時， 20 200421508 該旋轉量係微小，接合頭部12〇上之各點，例如重心，大 致繞旋轉中心RE旋轉移動。 圖9，係將第1線性馬達之驅動所產生之接合頭部之 重心移動執跡、與第2線性馬達之驅動所產生之接合頭部 之重心移動執跡重疊來表示的圖。前者之軌跡，係大致繞 方疋轉中心RS之圓弧，後者之執跡，係大致繞旋轉中心μ 之圓弧。在第1線性馬達及第2線性馬達之驅動範圍，咳 等軌跡之重疊部分（圖9中附有斜線表示之部分），則成為 能控制接合頭部之重心之移動的範圍。 在此’若觀察第卜線性馬達所產生之驅動力之方向及 f 2線性馬達所產生之驅動力之方向的交點之軌跡，得知 =與接合頭部之重心一致。即，如圖9之例，比起接合 頭4之移動範圍，若將旋轉中心 ，即臂之長頭部之距離 中，到接合頭部之固二使直第圈部之旋轉 軌跡：頭部之轴支點的直線，兩線交點之 執跡大致與接合頭部之重心位置一致。 冑乂點之 共二Γ表示第1線性馬達130及第2線性馬達Μ。 符：:：=成例的*。與…同之元件使用同- 名略5羊細§兒明。在圖1 Λ 202係與圖6之構成完全相之八同部分3〇0，驅動部 台之關係則與圖6者不同但可動線圈部304相對架 即’可動線圈部304^ & 空線圈挪、用以支^1 構件之組合體：中 #工線圈230之具有旋轉孔308的 21 200421508 土樓構件332、具有向上安裝之旋轉#咖（與旋轉孔綱 私合）及向下之導槽的導槽構件236、及能與導槽滑動且固 定於架台12之導件234。 即’將此等元件依中空線圈230、支樓構件332、旋轉 孔308、旋轉軸238、導槽構件236、導件234及架台12 之順序組合’比起圖6之情形，中空線圈與架台之間之元 件的組合順序係相反。χ，位置檢測用感測器、24〇，係設 置於導件234或導槽構件236。在旋轉孔與旋轉軸組合成 之％轉枝構，旎使用旋轉軸承構造，又，亦可使用空氣轴 承構造或使用十字樞軸板彈簧之構造。 藉此，導件234與導槽構件236，係構成固定於架台 12之線性導件，中空線圈23〇，係於導槽構件236支撐成 能旋轉自如。換言之，中空線圈23〇，能被固定之線性導 件導引作直線運動，並且以旋轉軸238(設置於沿線性導件 移動之導槽構件2 3 6)為旋轉中心作旋轉運動。即，可動線 圈部之旋轉中心伴隨線性馬達之驅動而移動，此一點係與 _ 圖6之共同部分200不同之點。 在圖10所示之共同部分之構成，可動線圈部之旋轉中 心之位置，能相對空心線圈設置於一定位置，故能設定成 可動線圈部之旋轉中心、與含有臂之可動線圈部全體之重 心位置一致。藉由如此構成，比起含臂在内之可動線圈部 之重心與旋轉中心不一致而有偏心之情形，較能使含臂在 内之可動線圈部全體圓滑地旋轉。 圖11、圖12，係說明使用具有圖10所示之共同部分 22 200421508 3〇0的第1線性馬S 130及第2線性馬it 140時的接合頭 邛120之移動之情形的圖。圖中之各元件之表示，符號之 表不因與圖7、圖8相同故避免說明之重覆。 在圖11，若不驅動第2線性馬達，而僅驅動第1線性 馬達時，則第2可動線圈部144與臂146，僅允許以旋轉 中RS為中〜疑轉。現在，若第1可動線圈部134朝推出 接合頭部120之方向受到驅動力，則藉由該驅動，第i可 動線圈邛134將移動至134a，其旋轉中心RE則移動至pea 1接合頭部120之固定端138與軸支端148之相對位置關 係不變，故在維持該關係下，接合頭部120之固定端138 同時在以旋轉中心RE為中心之圓弧上移動，軸支端j48 、J在以方疋轉中心為中心之圓弧上移動。虛線之狀態係表 不忒狀態，臂136亦稍旋轉，但是當臂136之長度比接合 頭。卩120之長度充分長時，該旋轉量係裰小，接合頭部 120上之各點，例如重心，大致繞旋轉中心RS旋轉移動。 在圖12，若不驅動第〗線性馬達，而僅驅動第2線性 馬達時’第1可動線圈部134與臂136，僅允許以旋轉中 心RE為中心旋轉。現在，若第2可動線圈部144朝推出接 -頭邛12 0之方向受到驅動力，藉由該驅動力第2可動線 圈W 144則移動至144b，其旋轉中心RS則移動至RSb。接 θ碩部120之固定端138與軸支端148之相對位置關係不 交，故在維持該關係下，接合頭部12〇之固定端138同時 在以旋轉中心RE為中心之圓弧上移動，軸支端148則在以 旋轉中心RS為中心之圓弧上移動。虛線之狀態係表示該狀 23 200421508 態’臂146亦稍旋轉，但是當臂146之長度比接合頭部 120之長度充分長時，該旋轉量係微小，接合頭部12〇上 之各點’例如重心，大致繞旋轉中心RE旋轉移動。 圖13，係將第1線性馬達之驅動所產生之接合頭部之 重心移動軌跡、與第2線性馬達之驅動所產生之接合頭部 之重心移動軌跡重疊來表示的圖。前者之軌跡，係不是初 期之方疋轉中心RS而是藉由驅動而移動後的繞旋轉中心只处 之圓弧，後者之軌跡，係不是初期之旋轉中心RE而是藉由 驅動而移動後的繞旋轉中心REa之圓弧。因此，若與圖9 比較，圓弧之形狀則不同。在第丨線性馬達 達之驅動範圍，該等軌跡之重疊部分(圖13中附有= 不之部分），則成為能控制接合頭部之重心之移動的範圍 。在此範圍内之移動，第丨綠μ i、去 乐1綠丨生馬達之驅動力的方向與第 2線性馬達之驅動力的方向 < 乂點的軌跡，大致與接合頭 部之重心一致。 如此’接合頭部之重心等各點之軌跡，能以 , ，，〜…。個繞名 直二圓弧之交點來表示，故便於轉換為-般所使用; 。在控制部具備該轉換軟體，便能沿用習知j 角座私系之接合頭部之定位控制程式等。 具有共通部分200之第1線性馬達與第 合，或具有共通部㈠。。之 與弟2線性馬達的組合。 共通部分_之線性馬達線性馬達亦可為具有 部分_ m以n隸馬達亦可為具有共通 第I線性馬達亦可為具有共通 24 200421508 0〇之線性馬達而第2線性馬達亦可為具有共通部分 2 0 0之線性馬達。 在圖6之共通部分_，已將線性導件當作與驅動部 2〇2不同者來說明。纟&，亦可構成為使驅動部與導引中 j圈之線性導件成為一體’並被架台支撐成能旋轉自如 力=樣的構成’係將線性馬達之驅動部旋轉自如地支揮於 木口，沿與•驅動部構成一體之線性導件使中空線圈進退， 故能沿用習知所使用之附有導件之線性馬&，將其旋轉自 也支撐於架台。又，只要是將附有導件之線性馬達旋轉 自如地切於架台的構造，可動部分不_定係可動線圈， 例如’亦可使用步進馬達或直流馬達與滾珠螺桿之組合型 圖14，係使用將接合頭部12〇懸吊來支撐之架台 之引線接合機101的側視圖。在架台19〇向下設置：部支 撐載台114’其與接合頭部12〇之上面部對向，如圖η 所說明，卩真空麼力與空氣壓力之平衡來支撐接合頭部。 猎由該構成，能分離接合作業面與接合頭部之移動面，故 增加引線接合機之配置之自由度。 如上述，依據本發明之實施形態，接合頭部12〇,能 透過2個臂136、146藉由第卜線性馬達13〇與第2線性馬b 達140直接驅動，在平面内任意移動。gp，對接合頭部 120之2個驅動源，非互相搭載及被搭載之關係，而是互 相獨立配置。又，接合頭部12G如圖9所示作圓弧運動， 但是接合頭部120本身不需要旋轉軸承等複雜之機構。 25 200421508 相對於此，在習知技術， 田 々將X載物盤與γ載物盤重 豐並在上面搭載接合頭部的 ^所不，會成為搭載及被搭載 之關係，即一側之驅動源也 4. _ 初力惻之載物盤及驅動源 。、言之’依據習知技術，必須進—步提高—側之驅動源 之驅動力’且需要相對更高之剛性，！量及慣性等增加， ㈣礙接合頭部之移動速度之高速化。在本發明之實施形 恶’如上4 2個驅動源不在搭載及被搭載之關係，故能進 二減v驅動力，不須過度提高剛性，便能將接合頭部有 效率地驅動’並能使接合頭部之移動速度更高速。 【圖式簡單說明】 (一）圖式部分 ’係本發明實施形態之引線接合機的俯視圖，尤 其表不接合頭部之移動機構的圖。 圖2 ’係本發明實施形態之引線接合機的側視圖。 圖3 ’係在本發明之實施形態表示接合頭部被流體壓 支撐之情形。

圖4 ’係表示接合頭部之流體壓支撐之其他例。 圖5 ’係表示接合頭部之流體壓支樓之更其他例。 圖6 ’係本發明實施形態之第1線性馬達及第2線性 馬達之共同部分的詳細圖。 圖7，係在本發明之實施形態說明接合頭部之移動執 跡的圖。 圖8，係在本發明之實施形態說明接合頭部之移動執 跡的圖。 26 200421508 圖 跡的圖 ，係在本發明之實施形態說明接合頭部之移動執 圖 1 (1 乂乂 ，係其他實施形態之第1線性馬達及第2線性馬 之共同部分的詳細圖。 圖 1 1 乂〆 圖 ，糸在其他實施形態說明接合頭部之移動軌跡的 12係在其他實施形態說明接合頭部之移動軌跡的 圖13,係在其他實施形態說明接合頭部之移動軌跡的 圖 倒视圖 圖 俯视圖 14,係在其他實施形態，使用架台之引線接合機的 該架台，係以懸吊之方式支撐接合頭部。 15，係習知之引線接合機的接合頭部之移動機構的 (二）元件代表符號 10、100 ' 101 引線接合機 12 、 190 架台 14 載物盤保持台 16 X載物盤 18 Y載物盤 20、120 接合頭部 22 接合工具 24 位置檢測用攝影機 30 X方向線性馬達 32、42、132、142、202 驅動部 27 200421508 34、44 可動線圈 36 、 46 、 136 、 146 臂 40Y 方向線性馬達 114 頭部支撐載台 130 第1線性馬達 140 第2線性馬達 134、144、204、304 可動線圈部 138 固定端

148 軸支端 150 控制部

173、 174 真空吸引口 175、 176 空氣吹出口 200、 300 共同部分 208、 308 旋轉孔 212 幸厄部 220 上部磁鐵 222 下部磁鐵 230 中空線圈 232、 332 支撐構件 234 導件 236 導槽構件 238 旋轉轴 240 位置檢測用感測器 28

Claims (1)

1. 200421508 拾、申請專利範圍： 1· 一種接合裝置，係包含 _之接Α Μ # χζ 對接5對象進行接合作 杲 < 筏σ頭部、及用以將接 機構；其特徵在於： ^移動至任意位置之移動 該移動機構，係包含第^致 . 該第1致動器，具有能νι_ 益， 、及用以驅動第i可動子：性導件移動之第1可動子 台支律成能旋轉自如動子之驅動部，·該線性導件，係被架 5亥第2致動器，具有能、VL 、及用以驅動第2可動子 台支擇成能旋轉自如； …。亥線性導件，係被架 在接合頭部，固定第1可動子並軸支第2可動子。 2·如申請專利範圍第1項之接合裝置，其中，該第！ 致動器，其驅動部與用以導引第 炎触 +丄 勒于之線性導件以成 為一體之方式被架台支撐成能旋轉自如； 该第2致動器，其驅動部與用以導引第2可動 性導件以成為-體之方式被架台支撐成能旋轉自如。、’ 3·如申請專利範圍帛！項之接合裝置，其中，該第1 致動器，係具有作為第i可動子之第丨可動線圈、：包含 給予第1可動線圈鏈接磁通量之磁鐵且固定於架台之驅動 部，第1可動線圈之大小係設定成，藉由第i可：線圈之 旋轉及直線移動不致改變給予第丨可動線圈之鏈接磁通量 該第2致動器，係具有作為第2可動子之第2可動線 29 200421508 圈、及包含給予第2可動線圈鏈接磁通量之磁鐵且固定於 架台之驅動部，第2可動線圈之大小係設定成，藉由第2 可動線圈之旋轉及直線移動不致改變給予第2可動線圈之 鍵接磁通量。 4· 一種接合裝置，係包含用以對接合對象進行接合作 業之接合頭部、及用以將接合頭部移動至任意位置之移動 機構；其特徵在於： 移動機構，係包含第1致動器及第2致動器； 該第1致動器，具有被滑台支撐成能旋轉自如之作為 第1可動子的第1可動線圈、及包含給予第1可動線圈鍵 接磁通量之磁鐵且固定於架台之驅動部；該滑台，係能沿 固定於架台之線性導件移動；該第丨可動線圈之大小係設 疋成’藉由第1可動線圈之旋轉及直線移動不致改變給予 第1可動線圈之鏈接磁通量； 该第2致動器，具有被滑台支撐成能旋轉自如之作為 第2可動子的第2可動線圈、及包含給予第2可動線圈鏈 接磁通$之磁鐵且固定於架台之驅動部；該滑台，係能沿 口疋於木台之線性導件移動；該第2可動線圈之大小，係 又疋成藉由第2可動線圈之旋轉及直線移動不致改變給予 第2可動線圈之鏈接磁通量； 在接合頭部，固定第丨可動子，並軸支第2可動子。 5·如申請專利範圍第1項至第4項中任一項之接合裝 2、其中，該第1可動子之旋轉中心連到第丨可動子之固 疋於接合頭部之固定點的直、線、與帛2可動子之旋轉中心 30 連到第2可動子之查占士 ,_ 袖支於接合頭部之軸支點的直線，兩線 點係大致與接合頭部之“位置-致。 置苴士申。月專利辜已圍帛1項至第4項中任一項之接合裝 ’其中’該接合頭部係藉由流體麼支樓於架台。 +申°月專利範圍帛1項至第4項中任一項之接合裝 置’其中，該架A，# m 、 ° ^用以糟由流體壓來支樓接合頭部之 流體壓支撐架台。 申月專利範圍第1項或第2項之接合裝置，其中 ’該架台’係以懸吊之方式支撑接合頭部之懸吊架台。 :如申請專利範圍第"員至第4項中 裝 置，係具備： 第1感測器，用以檢測第i可動子之位置. 第2感測器，用以檢測第2可動子之位置； 位置鼻出機構，讲播楚。 、目丨一々认、丨欠 x第感測器之檢測資料及第2感 測态之檢測資料，腺姐入 座μ^μ 之位置#作相對架台之直角 压ί示系的位置來算出；及 控制機構，根擔新曾山 ……士 直角座標系之位置來進行接 ό頭部之位置控制。 拾壹、圖式·· 如次頁 31