WO2010079632A1 - ２方向移動テーブル - Google Patents

２方向移動テーブル Download PDF

Info

Publication number
WO2010079632A1
WO2010079632A1 PCT/JP2009/062670 JP2009062670W WO2010079632A1 WO 2010079632 A1 WO2010079632 A1 WO 2010079632A1 JP 2009062670 W JP2009062670 W JP 2009062670W WO 2010079632 A1 WO2010079632 A1 WO 2010079632A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
movable arm
coil
mover
way moving
drive coil
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/062670
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
修 角谷
豊 近藤
庄司 和田
Original Assignee
株式会社新川
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社新川 filed Critical 株式会社新川
Priority to CN200980153294.9A priority Critical patent/CN102272910B/zh
Priority to SG2011049293A priority patent/SG172877A1/en
Publication of WO2010079632A1 publication Critical patent/WO2010079632A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G12—INSTRUMENT DETAILS
    • G12B—CONSTRUCTIONAL DETAILS OF INSTRUMENTS, OR COMPARABLE DETAILS OF OTHER APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G12B5/00—Adjusting position or attitude, e.g. level, of instruments or other apparatus, or of parts thereof; Compensating for the effects of tilting or acceleration, e.g. for optical apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01004—Beryllium [Be]

Definitions

  • the present invention relates to a structure of a two-way moving table used in a bonding apparatus.
  • an XY table is used as a two-way moving table that moves a bonding target such as a semiconductor device in two directions that are orthogonal to each other in the horizontal direction.
  • the XY table includes a lower table guided in the X direction and moved in the X direction by the X direction motor, and an upper table guided in the Y direction by the guide on the upper surface of the lower table and moved in the Y direction by the Y direction motor. . Since the upper table is placed on the lower table that moves in the X direction and moves in the Y direction, the upper table is configured to be freely movable in the XY direction.
  • the present invention aims to speed up the bonding apparatus.
  • the two-way moving table of the present invention is a two-way moving table that moves in two directions of a first direction and a second direction orthogonal to each other in the same plane, and is guided in the first direction.
  • the first table driven in the first direction by the motor and the second direction guide provided on the upper surface of the first table, guided in the second direction, together with the first table, the first table
  • a second table driven in a direction and driven in a second direction by a second motor, and a rectangular cross section of fiber reinforced plastic, one end of which is fixed to the second table and extends in the second direction
  • a hollow body is provided with an opening extending in the second direction on each side of each short side, and a movable arm that moves in the first and second directions together with the second table, and is inserted into each opening of the movable arm.
  • the above Attached to the arm having a movable element comprising an annular driving coil which partially protrudes from the respective opening of said movable arm in the width direction of the movable arm
  • the mover has a length in the second direction of each opening of the movable arm that is longer than a length of the outer shape in a direction perpendicular to the insertion direction of the drive coil. It is also preferable that the inner diameter of the drive coil is longer than the width of the movable arm, and the inner space of the drive coil communicates with the outer space of the movable arm.
  • the moving table has a nozzle that blows air directly on the drive coil of the mover.
  • the first table is an X table, and the second table. Is preferably a Y table.
  • the present invention has an effect that the bonding apparatus can be speeded up.
  • the XY table 10 of the wire bonding apparatus 100 is along the X axis (XX line direction) and Y axis (YY line direction) directions which are coordinate axes orthogonal to each other on a plane.
  • the lower table 13 and the upper table 21 are installed, and an X direction motor 30 and a Y direction motor 40 are connected to each table.
  • the lower table 13 is moved in the X direction by the motors 30 and 40 in each direction. Is configured to be driven in the Y direction.
  • a bonding head 101 is mounted on the upper table 21 to move the capillary 103 attached to the tip of the bonding arm 102 up and down.
  • the direction in which the bonding arm 102 extends is the Y direction
  • the perpendicular direction is the X direction.
  • the X-direction motor 30 is installed on the upper surface of the gantry 11 via an X-direction guide rail 37.
  • the X direction motor 30 is a voice coil motor, and is configured by an X direction motor stator 31 having a permanent magnet 32 and an X direction movable element 33 having a coil 34 as is well known.
  • the X-direction mover 33 is held inside the X-direction motor stator 31 by an X-direction guide (not shown), so that the X-direction mover 33 can move only in the X direction.
  • the X direction guide is a well-known direct acting type using a cross roller guide or the like.
  • the X-direction motor stator 31 is held by an X-direction guide rail 37 so that it can move in the X direction, which is the driving direction of the X-direction movable element 33, but does not move in the Y direction.
  • a bracket 36 is provided on the lower table 13 side of the X-direction movable element 33, and this bracket 36 is connected and fixed to the bracket 16 of the lower table 13 by bolts.
  • the lower table 13 is held by the table holding table 12 so as to be movable in the X direction which is the driving direction of the X direction movable element 33 and not to move in the Y direction via the X direction guide rail 14.
  • 12 is fixed to the gantry 11.
  • the weight of the X-direction motor stator 31 is the weight of the X-direction mover 33 and the lower table 13, and the weight of the Y-direction mover 43, the upper table 21 and the bonding head 101, which is heavy on the lower table 13. It is larger than the total.
  • an X-direction motor stator speed sensor 38 for detecting the X-direction moving speed of the X-direction motor stator 31 is attached to the gantry 11.
  • a lower table sensor 18 for detecting the position and moving speed of the lower table 13 in the X direction is attached.
  • the Y-direction motor 40 is held on the top surface of the gantry 11 so as to be movable in the Y-direction via the Y-motor holding base 17 and the Y-direction guide rail 47.
  • the Y-direction motor 40 is a planar linear motor, and includes a Y-direction motor stator 41 having a permanent magnet 42 and a flat plate-shaped Y-direction mover 43 having a coil 44 shown in FIG.
  • a bracket 46 is provided on the upper table 21 side of the Y-direction movable element 43, and the bracket 46 of the Y-direction movable element 43 is fixed to the upper surface of the upper table 21 with bolts 23.
  • the upper table 21 is held on the lower table 13 via a Y-direction guide rail 22 extending in the Y direction. Therefore, the upper table 21 is configured to move in the X direction together with the lower table 13 and to move in the Y direction on the upper surface of the lower table 13, and the upper table 21 can move in both directions XY.
  • the Y-direction movable element 43 fixed to the upper table 21 is also configured to move in the XY direction together with the upper table 21.
  • the permanent magnet 42 which is a magnetic field forming means in the Y-direction motor stator 41 is provided over the end of the Y-direction motor stator 41.
  • the permanent magnet 42 is The entire region in the movement in the X direction of the coil 44 which is the magnetic action portion of the directional movable element 43 is covered.
  • the weight of the Y direction motor stator 41 is larger than the total weight of the Y direction movable element 43, the upper table 21, and the bonding head 101.
  • a lower table sensor 18 for detecting the position and speed of the lower table 13 is attached to the table holding table 12, and an upper portion for detecting the position and moving speed of the upper table 21 in the Y direction is mounted on the upper surface of the lower table 13.
  • a table sensor 19 is attached.
  • a Y-direction motor stator speed sensor 48 for detecting the moving speed of the Y-direction motor stator 41 is attached to the Y motor holding base 17. Further, a cooling air blowing nozzle 55 for cooling the Y-direction movable element 43 is provided, and the nozzle 55 is attached so that the air blowing port is in the direction of the coil 44.
  • the operation of the XY table 10 configured as described above will be briefly described.
  • a position command signal for moving the lower table 13 to a predetermined position is output from a control device (not shown)
  • the X direction movable element 33 is accelerated and moved in the X direction
  • the lower table 13 is moved to the X direction guide rail. 14 to move in the X direction.
  • the X-direction motor stator 31 is provided so as to be movable in the X direction along the X-direction guide rail 37. It receives the force of the direction and is accelerated and moved in the direction opposite to the movement of the lower table 13.
  • the momentum given to the gantry 11 is theoretically zero, and the gantry 11 hardly shakes.
  • the position and speed of the lower table 13 are detected by the lower table sensor 18, fed back to the control device, and a voltage is supplied to the coil 34 of the X direction motor 30 so as to move the lower table 13 to a predetermined position.
  • the position is controlled.
  • the position and speed of the X-direction motor stator 31 are detected by the X-direction motor stator speed sensor 38, the power consumed for the movement of the X-direction motor stator 31 is compensated, and the compensated power is supplied to the coil 34. Is input.
  • the Y-direction movable element 43 is accelerated and moved in the Y direction. It is guided by the direction guide rail 22 and moves in the Y direction.
  • the Y-direction motor stator 41 is provided so as to be movable in the Y-direction along the Y-direction guide rail 47, so that the opposite direction is equal as the reaction of driving the Y-direction mover 43 and the upper table 21. And is accelerated and moved in the direction opposite to the movement of the upper table 21.
  • the position and speed of the upper table 21 are detected by the upper table sensor 19, fed back to the control device, and a voltage is supplied to the coil 44 of the Y-direction motor 40 so as to move the upper table 21 to a predetermined position.
  • the position is controlled.
  • the position and speed of the Y-direction motor stator 41 are detected by the Y-direction motor stator speed sensor 48, the power consumed for the movement of the Y-direction motor stator 41 is compensated, and the compensated power is supplied to the coil 44. Is input.
  • the XY table 10 drives the lower table 13 in the X direction by the X direction motor 30, and the upper table 21 that is slidably mounted in the Y direction on the lower table 13 by the Y direction motor 40.
  • the upper table 21 is moved in the XY direction.
  • the Y-direction movable element 43 fixed to the upper table 21 moves in the XY directions as the upper table 21 moves in the XY directions.
  • the Y-direction mover 43 is movable to the movable arm 43a of a carbon fiber reinforced plastic pipe having a rectangular cross-sectional shape, the opening 43b provided on the side plate 43h having the short side surface of the movable arm 43a, and the opening 43b.
  • An annular coil 44 inserted from the width direction (X direction) of the arm 43a and fixed to the movable arm 43a, a bracket 46 provided at one end of the movable arm 43a, and an end opposite to the bracket 46.
  • a cable 43 d for supplying power to the coil 44.
  • the Y-direction mover 43 is fixed to the upper table 21 by bolts that pass through holes 43c provided in the bracket 46 so that the longitudinal direction thereof is the Y direction.
  • the carbon fiber reinforced plastic constituting the movable arm 43a is configured so that many fibers pass in the longitudinal direction (Y direction) of the movable arm 43a, and the strength in the longitudinal direction (Y direction) is greater than the strength in the width direction, its thickness is substantially constant thickness t, a rectangular cross-sectional shape of the pipe is greater than the thickness H 1 is the width W 1.
  • the inside of the movable arm 43a is hollow.
  • the coil 44 attached to the Y-direction mover 43 has a substantially oval annular shape, and the coil 44 has a square cross section.
  • the length W 2 of the outline of the width direction of the movable arm 43a (X direction) of the coil 44 is longer than the width W 1 of the movable arm 43a, also, the inner diameter of the width direction of the movable arm 43a of the coil 44 (X-direction) It is longer than the length W 3 the width W 1 of the even movable arm 43a.
  • the inner surface of its height movable arm 43a during the opening 43e of a height H 3 is formed.
  • the opening 43e communicates with an inner space 45 of the coil 44 inside the movable arm 43a that is a hollow, and the inner space 45 of the coil 44 is configured to communicate with a space outside the movable arm 43a.
  • the bracket 46 is fitted with a metal block having a size that fits snugly into the inner surface of the movable arm 43a of the rectangular cross-section pipe from the end surface of the movable arm 43a and fixed with an adhesive, and then together with the movable arm 43a.
  • a hole 43c for attachment is opened. Since the length of the metal block is slightly beyond the position of the mounting hole 43c, the inside of the movable arm 43a is almost hollow.
  • the dynamic damper 50 attached to the end surface of the movable arm 43a opposite to the bracket 46 includes a flat plate 51 protruding from the movable arm 43a and a weight 52 attached to the upper surface of the flat plate 51.
  • the flat plate 51 includes a connection piece 53 that fits snugly into the inner surface of the movable arm 43a of the square pipe and connects the flat plate 51 and the movable arm 43a.
  • the connection piece 53 is fixed to the movable arm 43a with an adhesive. Yes.
  • a damping material for attenuating vibration is attached to the surface of the flat plate 51 opposite to the weight 52.
  • the damping material may be a double-sided tape or the like.
  • the dynamic damper 50 disperses the vibration peak of the Y-direction movable element 43 by the weight of the weight 52 and the damping material.
  • the Y-direction movable element 43 configured as described above is composed of a lightweight and high-strength carbon fiber reinforced plastic, and is hollow except for the portion of the coil 44 inserted into the bracket 46 and the movable arm 43a. Therefore, it is possible to reduce the weight significantly compared to the conventional Y-direction mover. Further, the strength direction of the carbon fiber is the longitudinal direction, the upper surface plate 43f and the lower surface plate 43g of the movable arm 43a are the side plates 43h, the metal block fitted in the bracket 46, the annular coil 44 and the connection piece 53. Therefore, the bending strength around the X-direction axis is very high.
  • the frequency of the primary vibration mode in which the dynamic damper 50 side vibrates up and down can be increased by using the bracket 46 fixed to the upper table 21 as a fixing point.
  • the weight is about half that of the conventional Y-direction mover, and the natural frequency can be about 1.5 times that of the conventional Y-direction mover.
  • the moving speed of the tables 13 and 21 can be increased without increasing the output of the motors 30 and 40. Further, since the natural frequency of the Y-direction movable element 43 becomes high, the frequency component included in the reciprocating operation of the upper table 21 and the natural frequency of the Y-direction movable element 43 can be separated, and the occurrence of vibration is suppressed.
  • the upper table 21 can be moved at high speed.
  • the cooling air blown out from the nozzle 55 shown in FIG. can be efficiently cooled. Furthermore, since the cooling air enters the inner space 45 of the coil 44 from the opening 43e on the side surface of the movable arm 43a and cools the inner surface of the coil 44, the cooling area of the coil 44 can be increased. As a result, the cooling efficiency of the coil 44 can be improved and the temperature rise of the coil 44 can be suppressed. Further, since the expansion of the peripheral portion due to the thermal effect is reduced, the bonding accuracy is improved, and a larger current can be passed to move the Y-direction movable element 43 at a high speed.
  • the cooling air blowing nozzle 55 is disposed outside the Y-direction movable element 43, and the nozzle 55 is directed toward the coil 44.
  • the nozzle 55 is hollow from the bracket 46 side of the movable arm 43a. The nozzle 55 may be inserted into the portion to cool the coil 44.
  • the length W 3 between the inner surface of the width direction of the movable arm 43a of the coil 44 (X direction) longer than the width W 1 of the movable arm 43a, inside the coil 44 on the side surface of the movable arm 43a has been described as the opening 43e which communicates with the space 45 is formed shorter than the width W 1 of the length W 3 is movable arm 43a between the inner surface of the width direction of the movable arm 43a of the coil 44 (X-direction), Only the outer surface side of the coil 44 may protrude from the side surface of the movable arm 43a, and the opening 43e may not be formed.
  • the Y-direction movable element 43 is described as being constituted by a square pipe of carbon fiber reinforced plastic. However, if it is a hollow structure, it is not a square pipe, for example, a honeycomb or rib between upper and lower plates of carbon fiber reinforced plastic. It is good also as a structure which sandwiched between.
  • the Y-direction movable element 43 is described as being constituted by a square pipe made of carbon fiber reinforced plastic.
  • the X-direction motor 60 and the Y-direction motor 70 may be the reverse of the embodiment shown in FIG. In this case, the mover of the X direction motor 60 is constituted by a square pipe made of carbon fiber reinforced plastic.

Abstract

　ボンディング装置に用いられるＸＹテーブルのＹ方向モータに、一端がテーブルに固定されてＹ方向に延びる繊維強化プラスチックの長方形断面パイプで、各短辺側面にＹ方向に延びる開口（４３ｂ）が設けられ、テーブルと共にＸＹ方向に移動する可動アーム（４３ａ）と、可動アーム（４３ａ）の開口（４３ｂ）に差し込まれて可動アーム（４３ａ）に取り付けられ、その一部が可動アーム（４３ａ）の開口（４３ｂ）から可動アームの幅方向に突出する環状の駆動コイル（４４）と、を含むＹ方向可動子（４３）を備える。これによって、ボンディング装置を高速化する。

Description

２方向移動テーブル
　本発明は、ボンディング装置に用いられる２方向移動テーブルの構造に関する。
　ワイヤボンディング装置などのボンディング装置において、半導体デバイスなどのボンディング対象を水平方向の互いに直交する２方向であるＸ方向とＹ方向とに移動させる２方向移動テーブルとしてＸＹテーブルが用いられている。ＸＹテーブルは、Ｘ方向にガイドされてＸ方向モータによってＸ方向に移動する下部テーブルと下部テーブル上面のガイドによってＹ方向にガイドされ、Ｙ方向モータによってＹ方向に移動する上部テーブルとを備えている。上部テーブルは、Ｘ方向に移動する下部テーブルの上に載ってＹ方向に移動するので、ＸＹ方向に自在に移動することができるよう構成されている。
　このようなＸＹテーブルでは、位置決めを高精度化するためにＹ方向モータの可動子を上部テーブルに接続固定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２－３２９７７２号公報
　しかし、特許文献１に記載された従来技術のＸＹテーブルでは、Ｙ方向モータの可動子は、上部テーブルに接続固定されて上部テーブルと一緒にＸ方向に移動する。このため、下部テーブルをＸ方向に移動させるＸ方向モータは、下部テーブルと上部テーブルとＹ方向モータの可動子とをＸ方向に移動させることが必要となってくるが、Ｙ方向モータの可動子の重量が大きい場合、Ｘ方向モータにかかる荷重が大きくなるため下部テーブルの移動速度を早くすることが困難でボンディング装置を高速化することができないという問題があった。
　また、特許文献１に記載された従来技術のＸＹテーブルでは、Ｙ方向モータの可動子が上部テーブルの上面付近からＹ方向に向かって突出するよう取り付けられているため、Ｙ方向モータの可動子は、上部テーブルをＹ方向に駆動する際に上部テーブルからＹ方向の反力とともに曲げモーメントの反力を受け、この曲げモーメントによって可動子に振動が発生し、その振動によってボンディングの際にキャピラリの押圧荷重が変動してボンディング品質が低下してしまうという問題があった。Ｙ方向モータの可動子の重量が大きい場合には、上部テーブルの往復動作に含まれる周波数成分が可動子の固有振動数に近くなるため、より振動が大きくなり、ボンディング品質の低下が問題となった。そして、ボンディング品質の低下を避けるために、ＸＹテーブルの動作速度を高速化できず、ボンディング装置を高速化することができないという問題があった。
　また、特許文献１に記載されたＹ方向モータの可動子は、平板の上にコイルを取り付けたものであるため、コイルに電流が流れた際にコイルに発生する熱の放散が不十分となることが多く、コイルの温度上昇による電気抵抗の増加による出力の低下やコイル周辺部材の膨張による熱変位によりボンディング精度の低下を招くので、大電流を流すことが難しく、Ｙ方向の可動子を高速で移動させることが困難になるという問題があった。
　本発明は、ボンディング装置を高速化することを目的とする。
　本発明の２方向移動テーブルは、同一平面内で互いに直交する第１の方向と第２の方向の２つの方向に移動する２方向移動テーブルであって、第１の方向にガイドされ、第１のモータによって第１の方向に駆動される第１のテーブルと、前記第１のテーブルの上面に設けられた第２の方向ガイドによって第２方向にガイドされ、前記第１のテーブルと共に第１の方向に駆動されると共に第２のモータによって第２の方向にも駆動される第２のテーブルと、一端が前記第２のテーブルに固定されて第２の方向に延びる繊維強化プラスチックの長方形断面の中空体で、各短辺側面に第２の方向に延びる開口が設けられ、前記第２のテーブルと共に第１及び第２の方向に移動する可動アームと、前記可動アームの前記各開口に差し込まれて前記可動アームに取り付けられ、その一部が前記可動アームの前記各開口から前記可動アームの幅方向に突出する環状の駆動コイルと、を含む可動子と、を有する。
　本発明の２方向移動テーブルにおいて、前記可動子は、前記可動アームの前記各開口の第２の方向の長さが前記駆動コイルの差し込み方向と直角方向の外形の長さよりも長く、差し込み方向の前記駆動コイルの内径の長さが前記可動アームの幅よりも長く、前記駆動コイルの内側空間と前記可動アーム外側空間とが連通していること、としても好適である。
　また、本発明の２方向移動テーブルにおいて、前記可動子の前記駆動コイルに直接空気を吹き付けるノズルを有すること、としても好適であるし、前記第１のテーブルはＸテーブルで、前記第２のテーブルはＹテーブルであること、としても好適である。
　本発明は、ボンディング装置を高速化することができるという効果を奏する。
本発明の実施形態のＸＹテーブルの平面図である。 本発明の実施形態のＸＹテーブルの正面図である。 本発明の実施形態のＹ方向可動子を備えるＸＹテーブルの側面図である。 本発明の実施形態のＸＹテーブルにおけるＹ方向可動子を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態のＸＹテーブルの平面図である。
　以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明する。図１に示すように、ワイヤボンディング装置１００のＸＹテーブル１０は、平面上で互いに直交する座標軸であるＸ軸（Ｘ－Ｘ線方向）およびＹ軸（Ｙ－Ｙ線方向）の各方向に沿って下部テーブル１３と、上部テーブル２１とが設置され、各テーブルにはＸ方向モータ３０、Ｙ方向モータ４０が接続され、各方向のモータ３０，４０によって下部テーブル１３はＸ方向に、上部テーブル２１はＹ方向に駆動されるよう構成されている。また、上部テーブル２１の上には、ボンディングアーム１０２の先端に取り付けられたキャピラリ１０３を上下に動作させるボンディングヘッド１０１が取り付けられている。図１に示すように、ボンディングアーム１０２の伸びる方向がＹ方向であり、その直角方向がＸ方向である。
　図２に示すように、Ｘ方向モータ３０は、架台１１の上面に、Ｘ方向ガイドレール３７を介して設置されている。Ｘ方向モータ３０はボイスコイルモータであり、周知の如く、永久磁石３２を有するＸ方向モータ固定子３１、コイル３４を有するＸ方向可動子３３とから構成されている。Ｘ方向可動子３３は、図示しないＸ方向ガイドによりＸ方向モータ固定子３１の内側に保持されており、これによりＸ方向可動子３３はＸ方向にのみ移動可能とされている。Ｘ方向ガイドは、クロスローラガイド等を利用した周知の直動式のものである。Ｘ方向モータ固定子３１はＸ方向ガイドレール３７により、Ｘ方向可動子３３の駆動方向であるＸ方向に移動可能でＹ方向には移動しないように保持されている。
　Ｘ方向可動子３３の下部テーブル１３側にはブラケット３６が設けられ、このブラケット３６は下部テーブル１３のブラケット１６とボルトによって接続固定されている。下部テーブル１３はＸ方向ガイドレール１４を介して、Ｘ方向可動子３３の駆動方向であるＸ方向に移動可能でＹ方向には移動しないようにテーブル保持台１２に保持されており、テーブル保持台１２は架台１１に固定されている。ここで、Ｘ方向モータ固定子３１の重量は、Ｘ方向可動子３３と下部テーブル１３の重量と下部テーブル１３の上に重量のかかるＹ方向可動子４３と上部テーブル２１とボンディングヘッド１０１の重量の合計より大きくなっている。
　図２に示すように、架台１１には、Ｘ方向モータ固定子３１のＸ方向の移動速度を検知するためのＸ方向モータ固定子速度センサ３８が取付けられ、テーブル保持台１２の上面には、下部テーブル１３のＸ方向の位置および移動速度を検知するための下部テーブルセンサ１８が取付けられている。
　図３に示すように、Ｙ方向モータ４０は、架台１１の上面に、Ｙモータ保持台１７およびＹ方向ガイドレール４７を介してＹ方向に移動可能に保持されている。Ｙ方向モータ４０は平面リニアモータであり、永久磁石４２を有するＹ方向モータ固定子４１と、図１に示すコイル４４を有する平板状のＹ方向可動子４３とから構成されている。
　図３に示すように、Ｙ方向可動子４３の上部テーブル２１側にはブラケット４６が設けられ、Ｙ方向可動子４３のブラケット４６はボルト２３によって上部テーブル２１上面に固定されている。上部テーブル２１は、Ｙ方向に延設されたＹ方向ガイドレール２２を介して、下部テーブル１３の上に保持されている。したがって、上部テーブル２１は下部テーブル１３と共にＸ方向に移動すると共に、下部テーブル１３の上面でＹ方向に移動することができるよう構成され、上部テーブル２１はＸＹの両方向に移動することができる。また、上部テーブル２１に固定されているＹ方向可動子４３も上部テーブル２１と共にＸＹ方向に移動することができるよう構成されている。
　図１に示すように、Ｙ方向モータ固定子４１における磁場形成手段である永久磁石４２は、Ｙ方向モータ固定子４１の端部にまで亘って設けられており、その結果、永久磁石４２はＹ方向可動子４３の磁気作用部であるコイル４４のＸ方向の移動における全領域を覆っている。また、Ｙ方向モータ固定子４１の重量は、Ｙ方向可動子４３と上部テーブル２１とボンディングヘッド１０１との重量の合計より大きくなっている。
　テーブル保持台１２には、下部テーブル１３の位置及び速度を検出する下部テーブルセンサ１８が取付けられ、下部テーブル１３の上面には、上部テーブル２１のＹ方向の位置および移動速度を検知するための上部テーブルセンサ１９が取付けられている。Ｙモータ保持台１７には、Ｙ方向モータ固定子４１の移動速度を検知するためのＹ方向モータ固定子速度センサ４８が取付けられている。また、Ｙ方向可動子４３を冷却するための冷却空気吹き出しノズル５５が設けられ、ノズル５５はその空気の吹き出し口がコイル４４の方向となるように取り付けられている。
　このように構成されたＸＹテーブル１０の動作について簡単に説明する。図示しない制御装置から、下部テーブル１３を所定位置に移動させるための位置指令信号が出力されると、Ｘ方向可動子３３がＸ方向に加速されて移動し、下部テーブル１３は、Ｘ方向ガイドレール１４に案内されてＸ方向に移動する。他方、Ｘ方向モータ固定子３１は、Ｘ方向ガイドレール３７に沿ってＸ方向に移動可能に設けられているので、Ｘ方向可動子３３および下部テーブル１３の駆動の反作用として、大きさの等しい逆向きの力を受け、下部テーブル１３の移動と反対方向に加速されて移動する。このように、Ｘ方向モータ固定子３１が下部テーブル１３の移動方向と逆方向に移動するので、架台１１に与えられる運動量は理論的にゼロとなり、架台１１の揺れはほとんど生じない。
　そして、下部テーブル１３の位置及び速度は下部テーブルセンサ１８により検知され、制御装置にフィードバックされ、下部テーブル１３を所定位置に移動させるように、Ｘ方向モータ３０のコイル３４に電圧が供給され、その位置が制御される。また、Ｘ方向モータ固定子速度センサ３８によってＸ方向モータ固定子３１の位置と速度とが検出され、Ｘ方向モータ固定子３１の移動に消費される電力が補償され、補償された電力がコイル３４に入力される。
　同様に、図示しない制御装置から、上部テーブル２１を所定位置に移動させるための位置指令信号が出力されると、Ｙ方向可動子４３がＹ方向に加速されて移動し、上部テーブル２１は、Ｙ方向ガイドレール２２に案内されてＹ方向に移動する。他方、Ｙ方向モータ固定子４１はＹ方向ガイドレール４７に沿ってＹ方向に移動可能に設けられているので、Ｙ方向可動子４３および上部テーブル２１の駆動の反作用として、大きさの等しい逆向きの力を受け、上部テーブル２１の移動と反対方向に加速されて移動する。このように、Ｙ方向モータ固定子４１が上部テーブル２１の移動方向と逆方向に移動するので、架台１１、テーブル保持台１２に与えられる運動量は理論的にゼロとなり、架台１１、テーブル保持台１２の揺れはほとんど生じない。
　そして、上部テーブル２１の位置及び速度は上部テーブルセンサ１９により検知され、制御装置にフィードバックされ、上部テーブル２１を所定位置に移動させるように、Ｙ方向モータ４０のコイル４４に電圧が供給され、その位置が制御される。また、Ｙ方向モータ固定子速度センサ４８によってＹ方向モータ固定子４１の位置と速度とが検出され、Ｙ方向モータ固定子４１の移動に消費される電力が補償され、補償された電力がコイル４４に入力される。
　以上説明したように、ＸＹテーブル１０はＸ方向モータ３０によって下部テーブル１３をＸ方向に駆動し、Ｙ方向モータ４０によって下部テーブル１３の上にＹ方向にスライド自在に取り付けられている上部テーブル２１をＹ方向に駆動することによって、上部テーブル２１をＸＹ方向に移動させる。そして、上部テーブル２１に固定されているＹ方向可動子４３は、上部テーブル２１のＸＹ方向への移動に伴ってＸＹ方向に移動する。
　次に、図４を参照しながら、Ｙ方向可動子４３について説明する。Ｙ方向可動子４３は、長方形の断面形状を備える炭素繊維強化プラスチックのパイプの可動アーム４３ａと、可動アーム４３ａの短辺側の面のある側板４３ｈに設けられた開口４３ｂと、開口４３ｂに可動アーム４３ａの幅方向（Ｘ方向）から差し込まれて可動アーム４３ａに固定されている環状のコイル４４と、可動アーム４３ａの一端に設けられたブラケット４６と、ブラケット４６と反対側の端部に設けられたダイナミックダンパ５０と、コイル４４に電力を供給するケーブル４３ｄとを備えている。Ｙ方向可動子４３はブラケット４６に設けられた孔４３ｃに通したボルトによって、その長手方向がＹ方向となるように上部テーブル２１に固定される。
　可動アーム４３ａを構成する炭素繊維強化プラスチックは可動アーム４３ａの長手方向（Ｙ方向）に多くの繊維が通り、長手方向（Ｙ方向）の強度が幅方向の強度よりも大きくなるように構成され、その肉厚は略一定の厚みｔで、幅Ｗ１が厚さＨ１よりも大きい長方形断面形状のパイプである。可動アーム４３ａの内部は空洞となっている。
　Ｙ方向可動子４３に取り付けられているコイル４４は、略長円形の環状となっており、コイル４４の断面は四角形となっている。コイル４４の可動アーム４３ａの幅方向（Ｘ方向）の外形の長さＷ２は可動アーム４３ａの幅Ｗ１よりも長く、また、コイル４４の可動アーム４３ａの幅方向（Ｘ方向）の内径の長さＷ３も可動アーム４３ａの幅Ｗ１よりも長くなっている。コイル４４が差し込まれている開口４３ｂの可動アーム４３ａの長手方向（Ｙ方向）の長さは、コイル４４の可動アーム４３ａの長手方向（Ｙ方向）の長さＬ２よりも少しだけ大きいＬ１となっている。コイル４４の厚さＨ２は可動アーム４３ａの厚さ方向の内面間高さＨ３＝Ｈ１－２×ｔ、と略同様の厚さとなっている。そして、コイル４４は可動アーム４３ａの開口４３ｂに可動アーム４３ａの幅方向（Ｘ方向）から差し込まれ、コイル４４の幅方向の外面および内面が可動アーム４３ａの側面から可動アーム４３ａの幅方向に突出する位置となるように、可動アーム４３ａの上面板４３ｆと下面板４３ｇと挟み込まれて接着剤によって固定されている。
　可動アーム４３ａの側板４３ｈのコイル４４の内面部分にはコイル４４の可動アーム４３ａの長手方向（Ｙ方向）の長さがコイル４４の内面長さＷ４で、その高さが可動アーム４３ａの内面間高さＨ３の開口４３ｅが形成される。開口４３ｅは空洞となっている可動アーム４３ａの内側にあるコイル４４の内側空間４５と連通しており、コイル４４の内側空間４５は可動アーム４３ａの外側の空間と連通する様に構成されている。
　また、ブラケット４６は長方形断面形状パイプの可動アーム４３ａの内面にぴったりと嵌まり込む大きさの金属製のブロックが可動アーム４３ａの端面から嵌め込まれ、接着剤で固定された後、可動アーム４３ａと共に取り付け用の孔４３ｃが開けられたものである。金属製のブロックの長さは取り付け用の孔４３ｃの位置よりも若干内部に入り込んだ程度の位置までとなっているため、可動アーム４３ａの内部はほとんど空洞となっている。
　可動アーム４３ａのブラケット４６と反対側の端面に取り付けられたダイナミックダンパ５０は可動アーム４３ａから張り出した平板５１と、平板５１の上面に取り付けられた錘５２とを含んでいる。平板５１は四角パイプの可動アーム４３ａの内面にぴったりと嵌まり込んで平板５１と可動アーム４３ａとを接続する接続片５３を備えており、接続片５３は接着剤で可動アーム４３ａに固定されている。また、平板５１の錘と５２と反対側の表面には振動を減衰させるための減衰材が貼り付けられている。減衰材は両面テープなどを貼り付けることとしてもよい。ダイナミックダンパ５０は錘５２の重量と減衰材とによってＹ方向可動子４３の振動のピークを分散させる。
　以上のように構成されたＹ方向可動子４３は、軽量で高強度の炭素繊維強化プラスチックで構成され、ブラケット４６と可動アーム４３ａの内部に差し込まれているコイル４４の部分以外は空洞であることから、従来のＹ方向可動子に比較して非常に軽量とすることが可能となっている。また、炭素繊維の強度方向が長手方向となっており、可動アーム４３ａの上面板４３ｆと下面板４３ｇとは側板４３ｈと、ブラケット４６に嵌め込まれた金属ブロックと、環状のコイル４４と接続片５３によって上下方向に固定されていることから、Ｘ方向軸周りの曲げ強度が非常に大きいものとなる。この様に軽量高剛性の構造のため、上部テーブル２１に固定されているブラケット４６を固定点とし、ダイナミックダンパ５０側が上下に振動する１次振動モードの周波数を高くすることができる。本実施形態では、重量は従来技術のＹ方向可動子の約半分になり、固有振動数は従来技術のＹ方向可動子の約１．５倍程度とさせることができる。
　これによって、各モータ３０，４０の出力を大きくすること無く各テーブル１３，２１の移動速度を早くすることができる。また、Ｙ方向可動子４３の固有振動数が高くなるので、上部テーブル２１の往復動作に含まれる周波数成分とＹ方向可動子４３との固有振動数を乖離させることができ、振動の発生を抑制することができ、上部テーブル２１を高速で移動することができる。
　また、図４に示したＹ方向可動子４３は、コイル４４が可動アーム４３ａの側面から突出していることから図１に示すノズル５５から吹き出した冷却空気がコイル４４に直接吹き付けられるので、コイル４４を効率的に冷却することができる。更に、冷却空気は、可動アーム４３ａの側面の開口４３ｅからコイル４４の内側空間４５に入り込んで、コイル４４の内面を冷却するので、コイル４４の冷却面積を大きくすることがきる。これによってコイル４４の冷却効率を向上させ、コイル４４の温度上昇を抑制することが可能となる。また、熱影響による周辺部の膨張が小さくなるのでボンディング精度が向上すると共に、より大きな電流を流してＹ方向可動子４３を高速で移動させることができる。
　本実施形態では、冷却空気吹き出し用のノズル５５は、Ｙ方向可動子４３の外側に配置し、ノズル５５がコイル４４の方向に向かうこととして説明したが、可動アーム４３ａのブラケット４６の側から空洞部分にノズル５５を差し込んで、コイル４４の冷却を行うように構成してもよい。また、本実施形態では、コイル４４の可動アーム４３ａの幅方向（Ｘ方向）の内面間の長さＷ３も可動アーム４３ａの幅Ｗ１よりも長く、可動アーム４３ａの側面にコイル４４の内側空間４５に連通する開口４３ｅが形成されることとして説明したが、コイル４４の可動アーム４３ａの幅方向（Ｘ方向）の内面間の長さＷ３が可動アーム４３ａの幅Ｗ１よりも短く、コイル４４の外面側だけが可動アーム４３ａの側面から突出し、開口４３ｅが形成されないように構成されていてもよい。
　本実施形態では、Ｙ方向可動子４３は炭素繊維強化プラスチックの四角パイプによって構成するものとして説明したが、中空構造であれば四角パイプではなく、例えば、炭素繊維強化プラスチックの上下板の間にハニカムやリブを挟み込んでサンドイッチにした構造としてもよい。また、本実施形態では、Ｙ方向可動子４３が炭素繊維強化プラスチックの四角パイプによって構成されるものとして説明したが、図５に示すＸＹテーブル１０ように、Ｘ方向モータ６０、Ｙ方向モータ７０の構成が図１に示した実施形態と逆になっていてもよい。この場合、Ｘ方向モータ６０の可動子が炭素繊維強化プラスチックの四角パイプによって構成されている。
　本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲により規定されている本発明の技術的範囲ないし本質から逸脱することない全ての変更及び修正を包含するものである。
　１０　ＸＹテーブル、１１　架台、１２　テーブル保持台、１３　下部テーブル、１４，３７　Ｘ方向ガイドレール、１６，３６,４６　ブラケット、１７　Ｙモータ保持台、１８　下部テーブルセンサ、１９　上部テーブルセンサ、２１　上部テーブル、２２，４７　Ｙ方向ガイドレール、２３　ボルト、３０　Ｘ方向モータ、３１　Ｘ方向モータ固定子、３２，４２　永久磁石、３３　Ｘ方向可動子、３４，４４　コイル、３８　Ｘ方向モータ固定子速度センサ、４０　Ｙ方向モータ、４１　Ｙ方向モータ固定子、４３　Ｙ方向可動子、４３ａ　可動アーム、４３ｂ，４３ｅ　開口、４３ｃ　孔、４３ｄ　ケーブル、４３ｆ　上面板、４３ｇ　下面板、４３ｈ　側板、４５　内側空間、４８　Ｙ方向モータ固定子速度センサ、５０　ダイナミックダンパ、５１　平板、５２　錘、５３　接続片、５５　ノズル、１００　ワイヤボンディング装置、１０１　ボンディングヘッド、１０２　ボンディングアーム、１０３　キャピラリ。

Claims (5)

  1. 　同一平面内で互いに直交する第１の方向と第２の方向の２つの方向に移動する２方向移動テーブルであって、
    　第１の方向にガイドされ、第１のモータによって第１の方向に駆動される第１のテーブルと、
    　前記第１のテーブルの上面に設けられた第２の方向ガイドによって第２方向にガイドされ、前記第１のテーブルと共に第１の方向に駆動されると共に第２のモータによって第２の方向にも駆動される第２のテーブルと、
    　一端が前記第２のテーブルに固定されて第２の方向に延びる繊維強化プラスチックの長方形断面の中空体で、各短辺側面に第２の方向に延びる開口が設けられ、前記第２のテーブルと共に第１及び第２の方向に移動する可動アームと、前記可動アームの前記各開口に差し込まれて前記可動アームに取り付けられ、その一部が前記可動アームの前記各開口から前記可動アームの幅方向に突出する環状の駆動コイルと、を含む可動子と、を有する２方向移動テーブル。
  2. 　請求項１に記載された２方向移動テーブルであって、
    　前記可動子は、
    　前記可動アームの前記各開口の第２の方向の長さが前記駆動コイルの差し込み方向と直角方向の外形の長さよりも長く、
    　差し込み方向の前記駆動コイルの内径の長さが前記可動アームの幅よりも長く、
    　前記駆動コイルの内側空間と前記可動アーム外側空間とが連通している２方向移動テーブル。
  3. 　請求項１に記載された２方向移動テーブルであって、
    　前記可動子の前記駆動コイルに直接空気を吹き付けるノズルを有する２方向移動テーブル。
  4. 　請求項２に記載された２方向移動テーブルであって、
    　前記可動子の前記駆動コイルに直接空気を吹き付けるノズルを有する２方向移動テーブル。
  5. 　請求項１に記載された２方向移動テーブルであって、
    　前記第１のテーブルはＸテーブルで、前記第２のテーブルはＹテーブルである２方向移動テーブル。
PCT/JP2009/062670 2009-01-06 2009-07-13 ２方向移動テーブル WO2010079632A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200980153294.9A CN102272910B (zh) 2009-01-06 2009-07-13 两方向移动台
SG2011049293A SG172877A1 (en) 2009-01-06 2009-07-13 Bidirectionally movable table

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009000570A JP4381468B1 (ja) 2009-01-06 2009-01-06 ２方向移動テーブル
JP2009-000570 2009-01-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010079632A1 true WO2010079632A1 (ja) 2010-07-15

Family

ID=41459756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/062670 WO2010079632A1 (ja) 2009-01-06 2009-07-13 ２方向移動テーブル

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP4381468B1 (ja)
CN (1) CN102272910B (ja)
SG (1) SG172877A1 (ja)
WO (1) WO2010079632A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8985935B2 (en) * 2012-02-17 2015-03-24 Novellus Systems, Inc. Mass damper for semiconductor wafer handling end effector
JP7192518B2 (ja) 2019-01-22 2022-12-20 ウシオ電機株式会社 平面ステージ装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01181537A (ja) * 1988-01-12 1989-07-19 Nec Corp Ｘｙ移動ステージ
JPH05299464A (ja) * 1992-07-30 1993-11-12 Kaijo Corp Ｘｙテーブル
JP2001148398A (ja) * 1999-09-10 2001-05-29 Nec Corp Ｘｙステージ
JP2007318903A (ja) * 2006-05-25 2007-12-06 Nikon Corp リニアモータ及びステージ装置並びに露光装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112006003352B4 (de) * 2005-12-06 2017-05-11 Thk Co., Ltd. XY-Tisch-Stellglied

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01181537A (ja) * 1988-01-12 1989-07-19 Nec Corp Ｘｙ移動ステージ
JPH05299464A (ja) * 1992-07-30 1993-11-12 Kaijo Corp Ｘｙテーブル
JP2001148398A (ja) * 1999-09-10 2001-05-29 Nec Corp Ｘｙステージ
JP2007318903A (ja) * 2006-05-25 2007-12-06 Nikon Corp リニアモータ及びステージ装置並びに露光装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP4381468B1 (ja) 2009-12-09
CN102272910B (zh) 2013-06-12
SG172877A1 (en) 2011-08-29
CN102272910A (zh) 2011-12-07
JP2010161094A (ja) 2010-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4381468B1 (ja) ２方向移動テーブル
JP2006269509A (ja) 位置決め装置
JP4788621B2 (ja) 直動装置および電子部品実装装置
JP2008108950A (ja) 直動装置および電子部品実装装置
KR20080079984A (ko) 호른 부착용 암
JP4729915B2 (ja) 制振装置及びその制御方法
JP2006286995A (ja) 移動装置
JP2001169529A (ja) 移動体および移動体システム
US6992410B2 (en) Cooling system for motors
US20060119189A1 (en) Driving unit
JP4670790B2 (ja) 直動装置および電子部品実装装置
CN105392355B (zh) 直线运动装置及电子元件安装装置
JP3732763B2 (ja) ステージ装置
JP4670792B2 (ja) 直動装置および電子部品実装装置
JP2012114359A (ja) Ｘｙステージ
JP6186053B2 (ja) 実装装置
JP2006342894A (ja) 移動装置
JP2002305895A (ja) 移動体システム
JP3603615B2 (ja) Ｘｙ軸ヘッド位置決め装置
WO2019186753A1 (ja) 作業機
JP2005347690A (ja) 部品保持装置
JP2002315297A (ja) リニアモータシステムおよび移動体システム
WO2011086724A1 (ja) ２方向移動テーブル
KR101828541B1 (ko) 부품 실장기
JP2008177451A (ja) 直動装置および電子部品実装装置

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200980153294.9

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09837518

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09837518

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1