JP6086824B2

JP6086824B2 - Drive stage and component mounting apparatus using drive stage

Info

Publication number: JP6086824B2
Application number: JP2013125904A
Authority: JP
Inventors: 理一永尾; 山口　正樹; 正樹山口; 義徳岡本
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2013-06-14
Filing date: 2013-06-14
Publication date: 2017-03-01
Anticipated expiration: 2033-06-14
Also published as: JP2015002251A

Description

本発明は、駆動ステージ及び該駆動ステージを用いた部品実装装置に係り、例えば支持体に対してビームを特定の往復方向に駆動させる駆動ステージ及び該駆動ステージのビームに部品実装ヘッドを装着した部品実装装置に関する。 The present invention relates to a drive stage and a component mounting apparatus using the drive stage, for example, a drive stage that drives a beam in a specific reciprocating direction with respect to a support, and a component in which a component mounting head is mounted on the beam of the drive stage. The present invention relates to a mounting apparatus.

部品実装装置においては、部品を保持するノズルが１つ以上搭載された部品実装ヘッドと、リニアモータシステムを用いて部品実装ヘッドを駆動する駆動ステージとを備えたものが提案され、実用に供されている（例えば、下記特許文献１、２を参照）。 In the component mounting apparatus, a device including a component mounting head on which one or more nozzles for holding a component are mounted and a drive stage for driving the component mounting head using a linear motor system has been proposed and put to practical use. (For example, see Patent Documents 1 and 2 below).

駆動ステージは、前記部品実装装置に用いられる基部構造であって、例えば、架台に設けられた支持体と、該支持体に対してリニアモータシステムと支持プレートとを介在して特定往復方向（例えば、Ｙ軸の正方向及び負方向。以下、Ｙ軸方向という。）に移動可能に支持されたビームを備えている。リニアモータシステムは、例えば、支持体に固定された複数のリニアレールと、リニアレール上を移動する支持プレートに固定されたリニアモータを有している。 The drive stage is a base structure used in the component mounting apparatus, and includes, for example, a support provided on a gantry, and a specific reciprocating direction (for example, via a linear motor system and a support plate with respect to the support). , The positive and negative directions of the Y axis (hereinafter referred to as the Y axis direction). The linear motor system has, for example, a plurality of linear rails fixed to a support and a linear motor fixed to a support plate that moves on the linear rail.

前記の駆動ステージのビームに対して、例えばリニアガイドを介在して部品実装ヘッドを前記Ｙ軸方向と直交する往復方向（例えば、Ｘ軸の正方向及び負方向。以下、Ｘ軸方向という。）に移動可能に支持することで、部品実装装置が構成される。部品実装装置は、支持プレートに支持されたビームを前記Ｙ軸方向に移動させると共に、ビームに支持された部品実装ヘッドを前記Ｘ軸方向に移動させることにより、基板上に部品を実装することが可能となる。 With respect to the beam of the drive stage, for example, a linear guide is interposed between the component mounting head in a reciprocating direction perpendicular to the Y-axis direction (for example, the positive and negative directions of the X-axis, hereinafter referred to as the X-axis direction). The component mounting apparatus is configured by supporting the movably. The component mounting apparatus can mount the component on the substrate by moving the beam supported by the support plate in the Y-axis direction and moving the component mounting head supported by the beam in the X-axis direction. It becomes possible.

前記部品実装装置においては、部品実装作業が長時間継続されると、リニアモータの発熱に伴い、ビームや支持プレートをはじめ、部品実装装置を構成する部材の温度が上昇して熱膨張する。リニアレールは支持体に固定されると共に、リニアレールに移動可能に係合するリニアブロックが支持プレートに固定されている。しかし、支持体と支持プレートとは、例えば材料、寸法、温度の上昇幅の違い等により、熱膨張量が異なる。この支持体と支持プレートとの熱膨張量の差は、リニアレールとリニアブロックとの位置ずれを発生させ、リニアレールとリニアブロックからなるリニアガイドに不都合な荷重を生じさせる。 In the component mounting apparatus, when the component mounting operation is continued for a long time, the temperature of the members constituting the component mounting apparatus, such as the beam and the support plate, rises due to the heat generated by the linear motor, causing thermal expansion. The linear rail is fixed to the support, and a linear block movably engaged with the linear rail is fixed to the support plate. However, the amount of thermal expansion differs between the support and the support plate due to, for example, differences in materials, dimensions, and temperature rises. This difference in the amount of thermal expansion between the support and the support plate causes a positional shift between the linear rail and the linear block, and causes an undesired load on the linear guide composed of the linear rail and the linear block.

リニアガイドの健全性を所定の寿命以上の期間に亘って保証するために、リニアガイドに加わる前記荷重が大きい場合には、例えば耐荷重性がより高い上位の型番のリニアガイドを選定する必要がある。このようなリニアガイドの制約は、装置全体の大きさ及び重量を増大させ、リニアモータの大型化や装置稼働速度の低下を招く可能性がある。 In order to guarantee the soundness of the linear guide for a period longer than the predetermined life, when the load applied to the linear guide is large, for example, it is necessary to select a higher-order linear guide with higher load resistance. is there. Such a restriction of the linear guide increases the size and weight of the entire apparatus, which may lead to an increase in the size of the linear motor and a decrease in apparatus operating speed.

特許文献１に記載の部品実装装置は、実装ヘッドを支持してガイド上を移動するスライダにスペーサを介してリニアモータの可動子を設けることで、可動子とスライダの間に空隙部を形成している。そして、該空隙部に突出する放熱フィンを可動子に設け、該空隙部に空気流を形成するファンを設けている。これにより、該空隙部による断熱効果と、熱伝導率の小さい断熱素材で形成されるスペーサによる断熱効果と、放熱フィンによる熱の発散と、ファンが発生する空気流による放熱効果が得られ、リニアモータの可動子からスライダへの熱の伝達が抑制される。したがって、スライダの熱変形に起因してスライダのスムーズな移動が阻害されることが防止される。 In the component mounting apparatus described in Patent Document 1, a linear motor movable element is provided via a spacer on a slider that supports a mounting head and moves on a guide, thereby forming a gap between the movable element and the slider. ing. And the radiation fin which protrudes in this space | gap part is provided in the needle | mover, and the fan which forms an airflow in this space | gap part is provided. As a result, a heat insulating effect by the gap, a heat insulating effect by a spacer formed of a heat insulating material having a low thermal conductivity, a heat radiating effect by a heat radiating fin, and a heat radiating effect by an air flow generated by a fan are obtained. Heat transfer from the motor mover to the slider is suppressed. Therefore, the smooth movement of the slider due to the thermal deformation of the slider is prevented from being hindered.

また、特許文献２に記載の部品実装装置は、ヘッド移動機構が移動自在に設けられたＹ軸テーブルの一端側から他端側に延びるエア通路と、該エア通路内でエアを流通させる一対のファンとを有している。これにより、リニアモータの可動子が備えるコイルの発熱によりヘッド移動機構のベース部材が局部的な熱変形を生じることを防止して装着ヘッドの位置決め精度の低下を抑えることができる。 Moreover, the component mounting apparatus described in Patent Document 2 includes a pair of air passages that extend from one end side to the other end side of a Y-axis table in which a head moving mechanism is movably provided, and a pair of air that circulates in the air passages. And a fan. Thereby, it is possible to prevent the base member of the head moving mechanism from being locally deformed due to the heat generated by the coil included in the mover of the linear motor, and to suppress a decrease in the positioning accuracy of the mounting head.

特許第４６７０７９０号公報Japanese Patent No. 4670790 特開２０１１−１０３３１６号公報JP 2011-103316 A

しかしながら、前記従来の技術では、以下に示すような課題がある。すなわち、特許文献１に記載の技術では、可動子とスライダの間に空隙部を形成し、可動子に放熱フィンを設け、さらにファンやその周辺機器を設けることから、装置が大型化する傾向がある。同様に、特許文献２に記載の技術においても、エア通路やファンにより装置が大型化する傾向がある。 However, the conventional techniques have the following problems. That is, in the technique described in Patent Document 1, a gap is formed between the mover and the slider, a heat dissipating fin is provided on the mover, and a fan and its peripheral devices are provided. is there. Similarly, in the technique described in Patent Document 2, the size of the apparatus tends to increase due to the air passage and the fan.

本発明は、以上の課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、装置の大型化を回避しつつリニアモータシステムの長寿命化が可能となる駆動ステージ及び該駆動ステージを用いた部品実装装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a drive stage capable of extending the life of a linear motor system while avoiding an increase in the size of the apparatus, and the drive stage. It is to provide a used component mounting apparatus.

前記の目的を達成するために、本発明に係る駆動ステージは、支持体と、該支持体に対してリニアモータシステムと支持プレートとを介在して特定往復方向に移動可能に支持されたビームと、を備え、前記リニアモータシステムは、前記支持体に固定された複数のリニアレールと、前記リニアレール上を移動する前記支持プレートに固定されたリニアモータと、を有し、前記支持体の材料の線膨張係数が、前記支持プレートの材料の線膨張係数より大きいことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a drive stage according to the present invention includes a support, and a beam supported on the support so as to be movable in a specific reciprocating direction through a linear motor system and a support plate. The linear motor system includes a plurality of linear rails fixed to the support, and a linear motor fixed to the support plate moving on the linear rail, and the material of the support The linear expansion coefficient is larger than the linear expansion coefficient of the material of the support plate.

本発明によれば、装置の稼働時に支持体と支持プレートとの間に温度差が生じても、特定の部材を熱膨張係数の異なる材料により構成することで、前記温度差の影響を是正できるので、装置の大型化を回避しつつリニアモータシステムの長寿命化が可能となる駆動ステージ及び該駆動ステージを用いた部品実装装置を得ることができる。 According to the present invention, even if a temperature difference occurs between the support and the support plate during operation of the apparatus, the influence of the temperature difference can be corrected by configuring the specific member with a material having a different thermal expansion coefficient. Therefore, it is possible to obtain a drive stage and a component mounting apparatus using the drive stage that can extend the life of the linear motor system while avoiding an increase in the size of the apparatus.

本発明の実施の形態に係る部品実装装置の斜視図。The perspective view of the component mounting apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図１に示す部品実装装置の正面図。The front view of the component mounting apparatus shown in FIG. 図１に示す部品実装装置の平面図。The top view of the component mounting apparatus shown in FIG. 図２の正面図における支持体近傍の拡大詳細図。FIG. 3 is an enlarged detail view of the vicinity of the support in the front view of FIG. 2. 図４の拡大図における各部材の熱膨張時の説明図。Explanatory drawing at the time of the thermal expansion of each member in the enlarged view of FIG.

以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態である部品実装装置を説明する。図１は本実施形態の部品実装装置１の斜視図であり、図２は正面図、図３は平面図である。図４は、図２に示す支持体２００近傍の拡大詳細図である。各図は、部品実装装置１における左右、前後、上下の各方向をそれぞれＸ、Ｙ、Ｚ軸方向とするＸＹＺ直交座標系として示している。 Hereinafter, a component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a component mounting apparatus 1 according to the present embodiment, FIG. 2 is a front view, and FIG. 3 is a plan view. FIG. 4 is an enlarged detail view of the vicinity of the support 200 shown in FIG. Each drawing shows an XYZ orthogonal coordinate system in which the left, right, front, back, and top and bottom directions in the component mounting apparatus 1 are X, Y, and Z axis directions, respectively.

本実施形態の部品実装装置１は、駆動ステージ１０と、該駆動ステージ１０に装着された部品実装ヘッド１０７とを備えている。まず、本実施形態の駆動ステージ１０の構成について詳細に説明する。 The component mounting apparatus 1 according to the present embodiment includes a drive stage 10 and a component mounting head 107 mounted on the drive stage 10. First, the configuration of the drive stage 10 of the present embodiment will be described in detail.

駆動ステージ１０は、架台１００と、該架台１００に設けられた支持体２００と、該支持体２００に支持され、左右方向すなわちＸ軸方向に延在するビーム１０４と、を有している。駆動ステージ１０は、さらに支持体２００とビーム１０４との間に介在されるリニアモータシステム１０３及び支持プレート１０８を有している。 The drive stage 10 includes a gantry 100, a support 200 provided on the gantry 100, and a beam 104 supported by the support 200 and extending in the left-right direction, that is, in the X-axis direction. The drive stage 10 further includes a linear motor system 103 and a support plate 108 interposed between the support 200 and the beam 104.

ビーム１０４は、支持体２００に対してリニアモータシステム１０３及び支持プレート１０８を介在して特定往復方向である前後方向すなわちＹ軸方向に移動可能に支持されている。ここで、特定往復方向とは、例えば前後方向など、ある特定の往復方向を意味する。 The beam 104 is supported so as to be movable in the front-rear direction, that is, the Y-axis direction, which is a specific reciprocating direction, with respect to the support 200 via the linear motor system 103 and the support plate 108. Here, the specific reciprocating direction means a specific reciprocating direction such as the front-rear direction.

架台１００は、Ｘ軸方向の両端に設けられた側壁部１２０，１２１と、側壁部１２０，１２１の間の水平部分１２２とを有している。架台１００の一対の側壁部１２０，１２１と水平部分１２２とは、所望の剛性を確保する観点から鉄により一体形成することが望ましい。架台１００の左側に位置する側壁部１２０の上部には、支持体２００が固定されている。 The gantry 100 includes side wall portions 120 and 121 provided at both ends in the X-axis direction, and a horizontal portion 122 between the side wall portions 120 and 121. The pair of side wall portions 120 and 121 and the horizontal portion 122 of the gantry 100 are desirably integrally formed of iron from the viewpoint of ensuring desired rigidity. A support body 200 is fixed to the upper part of the side wall part 120 located on the left side of the gantry 100.

支持体２００は、互いに垂直な板状の水平部分２００Ｂと垂直部分２００Ａを有し、正面視で上下が逆のＴ字型に形成されている。水平部分２００Ｂは、上下方向（Ｚ軸方向）に所定の厚みを有し、左右方向（Ｘ軸方向）に所定の幅を有し、前後方向（Ｙ軸方向）に延在している。水平部分２００Ｂの下面は架台１００の側壁部１２０の上面に配置され、水平部分２００Ｂの上面の左右方向中央部に垂直部分２００Ａの下端が接続されている。垂直部分２００Ａは、左右方向に所定の厚みを有し、上下方向に所定の高さを有し、前後方向に延在している。垂直部分２００Ａの右側の面２００ａにはリニアモータシステム１０３が支持され、その反対側の面２００ｂにはバックプレート２０１が固定されている。 The support 200 has a plate-like horizontal portion 200B and a vertical portion 200A that are perpendicular to each other, and is formed in a T-shape that is upside down when viewed from the front. The horizontal portion 200B has a predetermined thickness in the vertical direction (Z-axis direction), has a predetermined width in the left-right direction (X-axis direction), and extends in the front-rear direction (Y-axis direction). The lower surface of the horizontal portion 200B is disposed on the upper surface of the side wall portion 120 of the gantry 100, and the lower end of the vertical portion 200A is connected to the central portion in the left-right direction of the upper surface of the horizontal portion 200B. The vertical portion 200A has a predetermined thickness in the left-right direction, a predetermined height in the vertical direction, and extends in the front-rear direction. The linear motor system 103 is supported on the right side surface 200a of the vertical portion 200A, and the back plate 201 is fixed to the opposite side surface 200b.

リニアモータシステム１０３は、２本のリニアレール１１０ａ，１１０ａとリニアモータ１３０とを有している。２本のリニアレール１１０ａ，１１０ａは、図４に示すように上下方向に間隔Ｄ２をあけて支持体２００の垂直部分２００Ａに固定され、前後方向に延在している。リニアモータ１３０は、支持体２００及び支持プレート１０８に固定され、支持プレート１０８を支持体２００に対して前後方向に移動させる。 The linear motor system 103 includes two linear rails 110 a and 110 a and a linear motor 130. As shown in FIG. 4, the two linear rails 110 a and 110 a are fixed to the vertical portion 200 </ b> A of the support body 200 with a distance D <b> 2 in the vertical direction and extend in the front-rear direction. The linear motor 130 is fixed to the support 200 and the support plate 108 and moves the support plate 108 in the front-rear direction with respect to the support 200.

リニアモータ１３０は、リニアモータ固定子１３１とリニアモータ可動子１３２を有している。リニアモータ固定子１３１は、支持体２００のリニアレール１１０ａが固定された面２００ａにおいて２本のリニアレール１１０ａ，１１０ａの間に固定され、リニアレール１１０ａに沿って前後方向に延在している。リニアモータ可動子１３２は、支持プレート１０８のビーム１０４を支持する面１０８ｂと反対側の面１０８ａに固定されている。リニアモータ固定子１３１及びリニアモータ可動子１３２は、それぞれボルトまたは接着剤により支持体２００及び支持プレート１０８に固定することができる。 The linear motor 130 has a linear motor stator 131 and a linear motor movable element 132. The linear motor stator 131 is fixed between the two linear rails 110a and 110a on the surface 200a to which the linear rail 110a of the support 200 is fixed, and extends in the front-rear direction along the linear rail 110a. The linear motor movable element 132 is fixed to a surface 108 a opposite to the surface 108 b that supports the beam 104 of the support plate 108. The linear motor stator 131 and the linear motor movable element 132 can be fixed to the support 200 and the support plate 108 with bolts or an adhesive, respectively.

リニアモータシステム１０３は、さらに各リニアレール１１０ａ，１１０ａにスライド可能に係合する２つのリニアブロック１１０ｂを有している。これら２本のリニアレール１１０ａと２つのリニアブロック１１０ｂによりリニアガイド１１０が構成されている。リニアブロック１１０ｂは、支持プレート１０８のビーム１０４を支持する面１０８ｂと反対側の面１０８ａに例えばボルトあるいは接着剤により固定されている。ここで、リニアブロック１１０ｂ，１１０ｂの上下方向の中心間の距離Ｄ１は、リニアレール１１０ａ，１１０ａの上下方向の中心間の距離Ｄ２と一致している。これにより、支持プレート１０８は、２つのリニアブロック１１０ｂ、１１０ｂを介して２本のリニアレール１１０ａ，１１０ａにスライド可能に係合し、前後方向に移動可能に構成されている。なお、本実施形態においてリニアブロック１１０ｂと支持プレート１０８は別部材としているが、リニアブロック１１０ｂを支持プレート１０８と一体的に形成して支持プレート１０８の一部としてもよい。 The linear motor system 103 further includes two linear blocks 110b that are slidably engaged with the linear rails 110a and 110a. The two linear rails 110a and the two linear blocks 110b constitute a linear guide 110. The linear block 110b is fixed to, for example, a bolt or an adhesive on a surface 108a of the support plate 108 opposite to the surface 108b that supports the beam 104. Here, the distance D1 between the vertical centers of the linear blocks 110b and 110b coincides with the distance D2 between the vertical centers of the linear rails 110a and 110a. As a result, the support plate 108 is slidably engaged with the two linear rails 110a and 110a via the two linear blocks 110b and 110b, and is configured to be movable in the front-rear direction. In this embodiment, the linear block 110b and the support plate 108 are separate members. However, the linear block 110b may be formed integrally with the support plate 108 to be a part of the support plate 108.

支持プレート１０８は板状の部材であり、左側の面１０８ａに上下方向に間隔をあけて２つのリニアブロック１１０ｂ、１１０ｂが固定され、その反対側の面１０８ｂにビーム１０４を支持固定している。ビーム１０４は例えばボルト、接着剤、溶接などにより支持プレート１０８に固定される。支持プレート１０８は、ビーム１０４の一端を支持してビーム１０４を左右方向すなわちＸ軸方向に平行に支持するのに十分な剛性及び強度を有する材質及び厚さとされている。支持プレート１０８の材質については後述する。支持プレート１０８のビーム１０４を支持固定する面１０８ｂは、室温において前後方向に沿う鉛直面であるＹＺ平面に平行な平坦面となっている。 The support plate 108 is a plate-like member, and two linear blocks 110b and 110b are fixed to the left surface 108a with a space in the vertical direction, and the beam 104 is supported and fixed to the opposite surface 108b. The beam 104 is fixed to the support plate 108 by, for example, bolts, adhesive, welding, or the like. The support plate 108 is made of a material and a thickness having sufficient rigidity and strength to support one end of the beam 104 and support the beam 104 in the left-right direction, that is, parallel to the X-axis direction. The material of the support plate 108 will be described later. A surface 108b for supporting and fixing the beam 104 of the support plate 108 is a flat surface parallel to the YZ plane which is a vertical surface along the front-rear direction at room temperature.

ビーム１０４は、支持プレート１０８のリニアモータ可動子１３２が固定された面１０８ａと反対側の面１０８ｂに支持されている。ビーム１０４は、リニアモータシステム１０３によって前後方向へ移動されることから、剛性と軽量性に優れたアルミニウム合金により構成されることが望ましい。なお、ビーム１０４の材質と支持プレート１０８の材質は異なっていても同一であってもよい。ビーム１０４の材質と支持プレート１０８の材質が同一である場合には、支持プレート１０８とビーム１０４を例えば鋳造や鍛造により実質的に一体成形することも可能である。 The beam 104 is supported on a surface 108b opposite to the surface 108a to which the linear motor movable element 132 of the support plate 108 is fixed. Since the beam 104 is moved in the front-rear direction by the linear motor system 103, it is desirable that the beam 104 be made of an aluminum alloy having excellent rigidity and light weight. The material of the beam 104 and the material of the support plate 108 may be different or the same. When the material of the beam 104 and the material of the support plate 108 are the same, the support plate 108 and the beam 104 can be substantially integrally formed by casting or forging, for example.

バックプレート２０１は、支持体２００のリニアモータシステム１０３が支持された面２００ａと反対側の面２００ｂに固定された板状の部材であり、支持体２００の垂直部分２００Ａに沿って前後方向に延在している。バックプレート２０１は、例えば図４に示すようにボルト２０５，２０７によって支持体２００の垂直部分２００Ａに固定することができる。バックプレート２０１を支持体２００に固定するボルトは１本であってもよく、２本以上であってもよい。支持体２００に対するバックプレート２０１の固定は、ボルトによる固定に限られず、例えば接着剤を用いることができる。 The back plate 201 is a plate-like member fixed to the surface 200b opposite to the surface 200a on which the linear motor system 103 of the support 200 is supported, and extends in the front-rear direction along the vertical portion 200A of the support 200. Exist. For example, as shown in FIG. 4, the back plate 201 can be fixed to the vertical portion 200 </ b> A of the support 200 with bolts 205 and 207. There may be one bolt for fixing the back plate 201 to the support 200, or two or more bolts. The fixing of the back plate 201 to the support 200 is not limited to the fixing with bolts, and for example, an adhesive can be used.

ここで、駆動ステージ１０は、支持体２００からバックプレート２０１への熱の伝達を抑制する断熱構造を有することが好ましい。断熱構造の一例として、図４に示すように、バックプレート２０１は支持体２００に対向する面２０１ａに凹部２１０を有している。また、断熱構造の他の例として、支持体２００のバックプレート２０１に対向する面２００ｂに同様の凹部を設けてもよく、バックプレート２０１と支持体２００との間に断熱材を挟んでもよい。 Here, the drive stage 10 preferably has a heat insulating structure that suppresses heat transfer from the support 200 to the back plate 201. As an example of the heat insulating structure, as shown in FIG. 4, the back plate 201 has a recess 210 on a surface 201 a facing the support 200. As another example of the heat insulating structure, a similar recess may be provided on the surface 200 b of the support 200 facing the back plate 201, and a heat insulating material may be sandwiched between the back plate 201 and the support 200.

本実施形態において、支持体２００を構成する材料の線膨張係数は、支持プレート１０８を構成する材料の線膨張係数より大きくされている。すなわち、支持体２００の材質と支持プレート１０８の材質は異なっている。換言すると支持体２００と支持プレート１０８は異材で構成されている。具体的には、支持プレート１０８を鉄またはステンレス鋼により構成し、支持体２００をアルミニウム合金により構成することができる。あるいは、支持プレート１０８を鉄により構成し、支持体２００をステンレス鋼により構成することができる。 In the present embodiment, the linear expansion coefficient of the material constituting the support 200 is made larger than the linear expansion coefficient of the material constituting the support plate 108. That is, the material of the support 200 and the material of the support plate 108 are different. In other words, the support body 200 and the support plate 108 are made of different materials. Specifically, the support plate 108 can be made of iron or stainless steel, and the support 200 can be made of an aluminum alloy. Alternatively, the support plate 108 can be made of iron, and the support 200 can be made of stainless steel.

また、バックプレート２０１を構成する材料の線膨張係数は、支持体２００を構成する材料の線膨張係数よりも小さくされている。すなわち、バックプレート２０１の材質と支持体２００の材質は異なっている。換言するとバックプレート２０１と支持体２００とは異材で構成されている。具体的には、支持体２００をアルミニウム合金またはステンレス鋼により構成し、バックプレート２０１を鉄により構成することができる。あるいは、支持体２００をアルミニウム合金により構成し、バックプレート２０１をステンレス鋼により構成することができる。このように、本実施形態の駆動ステージ１０は、材質の異なるバックプレート２０１と支持体２００とにより構成されるバイメタル部２２０を有している。 Further, the linear expansion coefficient of the material constituting the back plate 201 is set smaller than the linear expansion coefficient of the material constituting the support 200. That is, the material of the back plate 201 and the material of the support 200 are different. In other words, the back plate 201 and the support 200 are made of different materials. Specifically, the support 200 can be made of aluminum alloy or stainless steel, and the back plate 201 can be made of iron. Alternatively, the support 200 can be made of an aluminum alloy, and the back plate 201 can be made of stainless steel. Thus, the drive stage 10 of this embodiment has the bimetal part 220 comprised with the back plate 201 and the support body 200 from which materials differ.

なお、バックプレート２０１を構成する材料の線膨張係数と支持プレート１０８を構成する材料の線膨張係数は同じであってもよく、異なっていてもよい。例えば、支持体２００を構成する材料がアルミニウム合金である場合には、バックプレート２０１及び支持プレート１０８を構成する材料を鉄またはステンレス鋼とすることができる。また、支持体２００を構成する材料がステンレス鋼である場合には、バックプレート２０１及び支持プレート１０８を構成する材料を鉄とすることができる。 Note that the linear expansion coefficient of the material forming the back plate 201 and the linear expansion coefficient of the material forming the support plate 108 may be the same or different. For example, when the material constituting the support 200 is an aluminum alloy, the material constituting the back plate 201 and the support plate 108 can be iron or stainless steel. Moreover, when the material which comprises the support body 200 is stainless steel, the material which comprises the back plate 201 and the support plate 108 can be made into iron.

ここで、鉄とは、Ｆｅの純度が９９％以上の純鉄、一般的な構造用鋼、炭素鋼を含む。また、ステンレス鋼とは、例えばクロムを１２％以上含有する鋼材であり、マルテンサイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼、オーステナイト・フェライト二相ステンレス鋼及び析出硬化ステンレス鋼を含む。また、アルミニウム合金とは、Ａｌの純度が９９％以上の１０００系（純アルミ）を含み、２０００系、３０００系、４０００系、５０００系、６０００系及び７０００系のアルミニウム合金を含む。 Here, iron includes pure iron having a purity of Fe of 99% or more, general structural steel, and carbon steel. The stainless steel is a steel material containing, for example, 12% or more of chromium, and includes martensitic stainless steel, ferritic stainless steel, austenitic stainless steel, austenitic / ferrite duplex stainless steel, and precipitation hardened stainless steel. The aluminum alloy includes 1000 series (pure aluminum) having a purity of 99% or more, and includes 2000 series, 3000 series, 4000 series, 5000 series, 6000 series, and 7000 series aluminum alloys.

次に、本実施形態の部品実装装置１について説明する。図１から図３に示すように、部品実装装置１は、前述の駆動ステージ１０と、基板１０１に電子部品を実装する部品実装ヘッド１０７と、駆動装置１０のビーム１０４に対して部品実装ヘッド１０７を移動可能に支持するリニアガイド１１１と、を有している。 Next, the component mounting apparatus 1 of this embodiment is demonstrated. As shown in FIGS. 1 to 3, the component mounting apparatus 1 includes a component mounting head 107 with respect to the drive stage 10 described above, a component mounting head 107 that mounts electronic components on a substrate 101, and a beam 104 of the drive device 10. And a linear guide 111 that supports the movable member in a movable manner.

リニアガイド１１１は、ビーム１０４の上面及び側面に固定されて左右方向（Ｘ軸方向）に延在するリニアレール１１１ａ，１１１ａと、リニアレール１１１ａ，１１１ａにスライド可能に係合するリニアブロック１１１ｂ，１１１ｂとを有している。リニアブロック１１１ｂ，１１１ｂにはブラケット１０６が固定されている。 The linear guide 111 is fixed to the upper and side surfaces of the beam 104 and extends in the left-right direction (X-axis direction), and linear blocks 111b and 111b slidably engaged with the linear rails 111a and 111a. And have. A bracket 106 is fixed to the linear blocks 111b and 111b.

ブラケット１０６は、水平部分と垂直部分を有するＬ字型の断面形状を有し、水平部分及び垂直部分がそれぞれリニアブロック１１１ｂ，１１１ｂに固定されている。ブラケット１０６は、例えば前述のリニアモータ１３０と同様のリニアモータまたはモータ及び動力伝達部などを備えたヘッド駆動手段により、Ｘ軸方向に沿って左右に駆動される。部品実装ヘッド１０７は例えばボルト、接着剤などによりブラケット１０６に固定され、ブラケット１０６が駆動されることにより第２の特定往復方向すなわちＸ軸方向に沿って左右に移動する。 The bracket 106 has an L-shaped cross-sectional shape having a horizontal portion and a vertical portion, and the horizontal portion and the vertical portion are fixed to the linear blocks 111b and 111b, respectively. The bracket 106 is driven to the left and right along the X-axis direction by, for example, a head driving unit including a linear motor similar to the linear motor 130 described above or a motor and a power transmission unit. The component mounting head 107 is fixed to the bracket 106 with, for example, a bolt, an adhesive, and the like, and moves to the left and right along the second specific reciprocating direction, that is, the X-axis direction when the bracket 106 is driven.

また、駆動ステージ１０の架台１００上に、基板１０１を搬送する基板搬送ステム１０２が設置されている。基板搬送システム１０２は、基板１０１を架台１００の水平部分１２２上で前後、左右、上下の各方向、すなわちＸ，Ｙ，Ｚ各軸方向に沿って搬送可能に構成されている。部品実装装置１によって部品を実装する基板１０１は、基板搬送システム１０２によって架台１００上に保持される。 A substrate transfer stem 102 for transferring the substrate 101 is installed on the gantry 100 of the drive stage 10. The substrate transport system 102 is configured to be able to transport the substrate 101 on the horizontal portion 122 of the gantry 100 in the front-rear, left-right, and upper-lower directions, that is, in the X, Y, and Z axial directions. A substrate 101 on which a component is mounted by the component mounting apparatus 1 is held on the gantry 100 by the substrate transfer system 102.

次に、本実施形態の駆動ステージ１０及び部品実装装置１の作用について説明する。部品実装装置１による基板１０１への電子部品の実装時には、基板搬送システム１０２によって基板１０１を搬送して架台１００上の所定の位置に配置する。また、部品実装装置１は、不図示のヘッド駆動手段により駆動ステージ１０のビーム１０４に装着された部品実装ヘッド１０７をＸ軸方向に沿って左右に移動させるとともに、駆動ステージ１０のリニアモータシステム１０３によってビーム１０４をＹ軸方向に沿って前後に移動させる。 Next, the operation of the drive stage 10 and the component mounting apparatus 1 of this embodiment will be described. When the electronic component is mounted on the board 101 by the component mounting apparatus 1, the board 101 is transferred by the board transfer system 102 and placed at a predetermined position on the gantry 100. Further, the component mounting apparatus 1 moves the component mounting head 107 mounted on the beam 104 of the drive stage 10 to the left and right along the X-axis direction by a head driving unit (not shown), and at the same time, the linear motor system 103 of the drive stage 10. To move the beam 104 back and forth along the Y-axis direction.

リニアモータシステム１０３は、リニアモータ１３０が備えるリニアモータ固定子１３１とリニアモータ可動子１３２との間に作用する磁気吸引力を制御してリニアモータ可動子１３２にＹ軸方向の駆動力を発生させる。これによりリニアモータシステム１０３は、リニアモータ可動子１３２が固定された支持プレート１０８をリニアレール１１０ａに沿ってＹ方向に移動させる。支持プレート１０８がＹ軸方向に移動することで、支持プレート１０８に支持されたビーム１０４がＹ軸方向に移動し、ビーム１０４に支持された部品実装ヘッド１０７がＹ軸方向に移動する。 The linear motor system 103 controls the magnetic attractive force acting between the linear motor stator 131 and the linear motor movable element 132 included in the linear motor 130 to generate a driving force in the Y-axis direction on the linear motor movable element 132. . Thus, the linear motor system 103 moves the support plate 108 to which the linear motor movable element 132 is fixed in the Y direction along the linear rail 110a. As the support plate 108 moves in the Y-axis direction, the beam 104 supported by the support plate 108 moves in the Y-axis direction, and the component mounting head 107 supported by the beam 104 moves in the Y-axis direction.

なお、リニアモータ固定子１３１によって発生する磁気吸引力とリニアモータ可動子１３２によって発生する磁気吸引力は左右方向で対向しているので、リニアモータシステム１０３を磁気対向型のリニアモータシステムと表現することができる。磁気対向型のリニアモータシステム１０３の利点は、例えば磁気相殺型などの他の形式と比較して固定子の使用量を少なくすることができ、低コスト化が可能な点である。なお、リニアモータシステム１０３は例えばコアレス型、磁気相殺型などの他の形式を採用することもできる。 Since the magnetic attraction force generated by the linear motor stator 131 and the magnetic attraction force generated by the linear motor movable element 132 are opposed in the left-right direction, the linear motor system 103 is expressed as a magnetically opposed linear motor system. be able to. The advantage of the magnetically opposed linear motor system 103 is that the amount of use of the stator can be reduced as compared with other types such as a magnetic cancellation type, and the cost can be reduced. Note that the linear motor system 103 may employ other types such as a coreless type and a magnetic cancellation type.

前述のように、部品実装装置１は、部品実装ヘッド１０７の移動と基板搬送システム１０２による基板１０１の移動とを共働させ、基板１０１上の所定の位置に電子部品を実装する。基板搬送システム１０２による基板１０１の移動と、部品実装装置１による部品実装ヘッド１０７の移動を繰り返し行うことで、電子部品を基板１０１に連続して実装することができる。前記の部品実装工程が長時間継続して行われると、駆動ステージ１０のリニアモータシステム１０３を構成するリニアモータ１３０の温度が上昇する。特にリニアモータ可動子１３２が発熱することで、リニアモータ可動子１３２が固定された支持プレート１０８の温度が上昇する。また、リニアモータ固定子１３１の温度が上昇して支持体２００の温度が上昇する。 As described above, the component mounting apparatus 1 mounts an electronic component at a predetermined position on the substrate 101 by cooperating the movement of the component mounting head 107 and the movement of the substrate 101 by the substrate transport system 102. By repeatedly performing the movement of the substrate 101 by the substrate conveying system 102 and the movement of the component mounting head 107 by the component mounting apparatus 1, electronic components can be continuously mounted on the substrate 101. When the component mounting process is performed continuously for a long time, the temperature of the linear motor 130 constituting the linear motor system 103 of the drive stage 10 rises. Particularly, when the linear motor movable element 132 generates heat, the temperature of the support plate 108 to which the linear motor movable element 132 is fixed rises. Moreover, the temperature of the linear motor stator 131 rises and the temperature of the support body 200 rises.

リニアモータシステム１０３においては、リニアモータ可動子１３２から発生する熱量が最も多くなるため、リニアモータ可動子１３２に隣接する支持プレート１０８の温度の上昇幅は支持体２００の温度の上昇幅よりも大きくなる。各部材の熱膨張量は各部材の線膨張係数と温度の上昇幅との積によって決定される。仮に、支持プレート１０８と支持体２００とを同じアルミニウム合金により構成した場合、支持プレート１０８の線膨張係数と支持体２００の線膨張係数が等しくなる。そのため、支持プレート１０８の温度の上昇幅が支持体２００の温度の上昇幅よりも大きい場合、支持プレート１０８の熱膨張量が支持体２００の熱膨張量よりも大きくなる。ここで、熱膨張量とは各部材の常温時の寸法と温度上昇後の寸法との差である。 In the linear motor system 103, the amount of heat generated from the linear motor movable element 132 is the largest, so that the temperature rise of the support plate 108 adjacent to the linear motor movable element 132 is larger than the temperature increase of the support 200. Become. The amount of thermal expansion of each member is determined by the product of the linear expansion coefficient of each member and the temperature rise. If the support plate 108 and the support 200 are made of the same aluminum alloy, the linear expansion coefficient of the support plate 108 and the linear expansion coefficient of the support 200 are equal. Therefore, when the temperature increase width of the support plate 108 is larger than the temperature increase width of the support body 200, the thermal expansion amount of the support plate 108 becomes larger than the thermal expansion amount of the support body 200. Here, the amount of thermal expansion is the difference between the dimension of each member at normal temperature and the dimension after the temperature rise.

この場合、図５に示すように、例えば支持プレート１０８の上下方向の熱膨張が、支持体２００に固定されたリニアレール１１０ａ，１１０ａ及びリニアレール１１０ａ，１１０ａに係合するリニアブロック１１０ｂ，１１０ｂよって拘束される。これにより、リニアレール１１０ａ，１１０ａとリニアブロック１１０ｂ，１１０ｂとの間に、支持プレート１０８の熱膨張量と支持体２００の熱膨張量との差に起因する荷重が発生する。この荷重は、リニアブロック１１０ｂをリニアレール１１０ａの側面に対して上下方向に押し付けるように作用する。 In this case, as shown in FIG. 5, for example, the vertical thermal expansion of the support plate 108 is caused by the linear rails 110a and 110a fixed to the support 200 and the linear blocks 110b and 110b engaged with the linear rails 110a and 110a. Be bound. As a result, a load is generated between the linear rails 110 a and 110 a and the linear blocks 110 b and 110 b due to the difference between the thermal expansion amount of the support plate 108 and the thermal expansion amount of the support body 200. This load acts to press the linear block 110b in the vertical direction against the side surface of the linear rail 110a.

このような荷重が作用した状態でリニアレール１１０ａ上をリニアブロック１１０ｂがスライドすると、リニアレール１１０ａとリニアブロック１１０ｂとの間に作用する摩擦力は、荷重が作用していない場合と比較して大きくなる。そのため、例えばリニアレール１１０ａ及びリニアブロック１１０ｂが摩耗しやすくなり、リニアモータシステム１０３が所定の寿命を超えて健全であることを保証するために、例えば上位の型番を選択するなどして、耐荷重性、耐摩耗性あるいは耐久性を向上させることが必要になる。リニアモータシステム１０３の上位の型番の選定は、例えば駆動ステージ１０の大型化、装置重量の増大、リニアモータ１３０の大型化、装置稼働速度の低下に繋がる虞がある。 When the linear block 110b slides on the linear rail 110a in a state where such a load is applied, the frictional force acting between the linear rail 110a and the linear block 110b is larger than that when no load is applied. Become. Therefore, for example, in order to ensure that the linear rail 110a and the linear block 110b are easily worn and the linear motor system 103 is healthy beyond a predetermined life, for example, by selecting a higher order model number, It is necessary to improve the property, wear resistance or durability. The selection of the upper model number of the linear motor system 103 may lead to an increase in the size of the drive stage 10, an increase in the apparatus weight, an increase in the size of the linear motor 130, and a decrease in the apparatus operating speed, for example.

また、支持プレート１０８の熱膨張量が支持体２００の熱膨張量よりも大きくなり、支持プレート１０８の熱膨張がリニアレール１１０ａ，１１０ａ及びリニアブロック１１０ｂよって拘束されると、図５に示すように支持プレート１０８が撓むことがある。このときの支持プレート１０８の変形量、例えばＸ軸方向における変形量δ_１０８が大きくなると、部品実装ヘッド１０７が所定の位置からずれて部品実装精度が低下する虞がある。また、支持プレート１０８がＸ軸方向に膨出するように撓むことで、ビーム１０４の重量によって支持プレート１０８に作用するＹ軸周りモーメントにより、ビーム１０４の支持プレート１０８と反対側の端部が下方に傾くことがある。この場合にも、部品実装ヘッド１０７が所定の位置からずれて部品実装精度が低下する虞がある。 Further, when the thermal expansion amount of the support plate 108 is larger than the thermal expansion amount of the support body 200 and the thermal expansion of the support plate 108 is restrained by the linear rails 110a and 110a and the linear block 110b, as shown in FIG. The support plate 108 may bend. If the deformation amount of the support plate 108 at this time, for example, the deformation amount δ ₁₀₈ in the X-axis direction becomes large, the component mounting head 107 may be displaced from a predetermined position and the component mounting accuracy may be reduced. Further, by bending the support plate 108 so as to swell in the X-axis direction, the end of the beam 104 opposite to the support plate 108 is caused by the moment about the Y-axis acting on the support plate 108 due to the weight of the beam 104. May tilt downward. Also in this case, there is a possibility that the component mounting head 107 is displaced from a predetermined position and the component mounting accuracy is lowered.

前記のように支持プレート１０８の熱膨張量と支持体２００の熱膨張量の差は、支持プレート１０８と支持体２００のそれぞれの線膨張係数と温度の上昇幅との関係によって決定される。そして、本実施形態において、支持プレート１０８の温度の上昇幅は支持体２００の温度の上昇幅よりも大きい。 As described above, the difference between the thermal expansion amount of the support plate 108 and the thermal expansion amount of the support 200 is determined by the relationship between the linear expansion coefficients of the support plate 108 and the support 200 and the temperature rise. In this embodiment, the temperature increase of the support plate 108 is larger than the temperature increase of the support 200.

そこで、本実施形態の駆動ステージ１０は、支持プレート１０８を鉄またはステンレス鋼により構成し、支持体をアルミニウム合金により構成する。あるいは、支持プレート１０８を鉄により構成し、支持体２００をステンレス鋼により構成する。これにより、支持体２００を構成する材料の線膨張係数が、支持プレート１０８を構成する材料の線膨張係数よりも大きくなるようにしている。 Therefore, in the drive stage 10 of the present embodiment, the support plate 108 is made of iron or stainless steel, and the support is made of an aluminum alloy. Alternatively, the support plate 108 is made of iron, and the support 200 is made of stainless steel. Thereby, the linear expansion coefficient of the material constituting the support 200 is set to be larger than the linear expansion coefficient of the material constituting the support plate 108.

すなわち、支持体２００は支持プレート１０８よりも熱膨張をしやすく、支持プレート１０８は支持体２００よりも熱膨張をしにくくなっている。したがって、支持プレート１０８の温度上昇幅が支持体２００の温度上昇幅よりも大きくても、これらの線膨張係数が等しい場合と比較して支持プレート１０８の熱膨張量と支持体２００の熱膨張量との差を小さくすることができる。 That is, the support 200 is more easily thermally expanded than the support plate 108, and the support plate 108 is less likely to be thermally expanded than the support 200. Therefore, even if the temperature increase width of the support plate 108 is larger than the temperature increase width of the support body 200, the thermal expansion amount of the support plate 108 and the thermal expansion amount of the support body 200 are compared with the case where these linear expansion coefficients are equal. And the difference can be reduced.

これにより、リニアレール１１０ａとリニアブロック１１０ｂとの間に作用する荷重を低減することができる。したがって、リニアモータシステム１０３の選定において必要以上に上位の仕様を選定する必要がなく、駆動ステージ１０の大型化を回避しつつリニアモータシステム１０３の長寿命化を実現することができる。また、ファンやその周辺機器あるいはエア通路などの冷却手段を用いなくても、リニアモータシステム１０３の長寿命化を実現することができるので、装置の小型化に寄与する。 Thereby, the load which acts between the linear rail 110a and the linear block 110b can be reduced. Therefore, it is not necessary to select a higher-order specification than necessary in selecting the linear motor system 103, and it is possible to extend the life of the linear motor system 103 while avoiding an increase in the size of the drive stage 10. Further, the life of the linear motor system 103 can be extended without using a cooling means such as a fan, peripheral devices, or air passages, thereby contributing to downsizing of the apparatus.

また、支持プレート１０８の熱膨張量と支持体２００の熱膨張量との差を小さくすることで、支持プレート１０８の変形量δ_１０８を減少させることができる。そのため、支持プレート１０８に作用するビーム１０４の重量によるＹ軸周りモーメントにより、ビーム１０４が下方に傾くことが防止される。したがって、本実施形態の部品実装装置１によれば、部品実装ヘッド１０７の位置ずれを抑制し、部品実装精度の低下を回避することができる。 Further, by reducing the difference between the thermal expansion amount of the support plate 108 and the thermal expansion amount of the support 200, the deformation amount δ ₁₀₈ of the support plate 108 can be reduced. Therefore, the beam 104 is prevented from being tilted downward by a moment around the Y axis due to the weight of the beam 104 acting on the support plate 108. Therefore, according to the component mounting apparatus 1 of the present embodiment, it is possible to suppress the positional deviation of the component mounting head 107 and to avoid a decrease in component mounting accuracy.

ここで、支持プレート１０８の熱膨張量と支持体２００の熱膨張量との差を無くすことができれば、前記の効果を最大にすることができる。しかし、各部材の温度の上昇幅は各種の条件によって変動するため、現実的には各部材の熱膨張量の差を０にすることは困難である。そのため、支持プレート１０８と支持体２００のそれぞれの温度の上昇幅を考慮して、支持プレート１０８と支持体２００の熱膨張量の差が最小になるように、支持プレート１０８と支持体２００の線膨張係数を選定することが好ましい。 Here, if the difference between the thermal expansion amount of the support plate 108 and the thermal expansion amount of the support body 200 can be eliminated, the above effect can be maximized. However, since the temperature rise of each member varies depending on various conditions, it is practically difficult to make the difference in the thermal expansion amount of each member zero. Therefore, in consideration of the temperature rise of each of the support plate 108 and the support 200, the line between the support plate 108 and the support 200 is minimized so that the difference in thermal expansion between the support plate 108 and the support 200 is minimized. It is preferable to select an expansion coefficient.

例えば、支持プレート１０８の線膨張係数をα、温度の上昇幅をΔＴ１とし、支持体２００の線膨張係数をβ、温度の上昇幅をΔＴ２とする。このとき以下の式（１）及び（２）を満たし、かつ式（２）の右辺が最小値となるように線膨張係数α、βを決定する。
α＜β …（１）
０＜ΔＴ１／ΔＴ２−β／α …（２） For example, the linear expansion coefficient of the support plate 108 is α, the temperature increase width is ΔT1, the linear expansion coefficient of the support 200 is β, and the temperature increase width is ΔT2. At this time, the linear expansion coefficients α and β are determined so that the following expressions (1) and (2) are satisfied and the right side of the expression (2) is the minimum value.
α <β (1)
0 <ΔT1 / ΔT2-β / α (2)

すなわち、支持体２００の線膨張係数βを支持プレート１０８の線膨張係数αよりも大きくし、かつ支持プレート１０８の温度上昇幅ΔＴ１を支持体２００の温度上昇幅ΔＴ２で除した値から支持体２００の線膨張係数βを支持プレート１０８の線膨張係数αで除した値を差し引き、その値が正の最小値となるように線膨張係数α及びβを選定する。 That is, the support member 200 is obtained by dividing the temperature increase width ΔT1 of the support plate 108 by the temperature increase width ΔT2 of the support member 200 by making the linear expansion coefficient β of the support member 200 larger than the linear expansion coefficient α of the support plate 108. The linear expansion coefficients α and β are selected so that the value obtained by dividing the linear expansion coefficient β by the linear expansion coefficient α of the support plate 108 is subtracted and the value becomes a positive minimum value.

これにより、支持プレート１０８と支持体２００の熱膨張量の差を最小にすることができる。したがって、部品実装装置１において部品実装精度の低下及び駆動ステージ１０の装置の大型化をより確実に回避しつつ、駆動ステージ１０のリニアモータシステム１０３の長寿命化をより効果的に実現することができる。 Thereby, the difference of the thermal expansion amount of the support plate 108 and the support body 200 can be minimized. Therefore, in the component mounting apparatus 1, it is possible to more effectively realize the extension of the service life of the linear motor system 103 of the drive stage 10 while more reliably avoiding a decrease in component mounting accuracy and an increase in the size of the drive stage 10 apparatus. it can.

また、本実施形態の駆動ステージ１０は、支持体２００とバックプレート２０１からなるバイメタル部２２０を有している。部品実装装置１において前記の部品実装工程が長時間継続して行われると、リニアモータ可動子１３２の熱がリニアモータ固定子１３１を介してあるいは輻射により支持体２００に伝わり、さらにバックプレート２０１に伝達される。これにより、支持体２００及びバックプレート２０１の温度が上昇し、これらが例えば上下方向に熱膨張する。 Further, the drive stage 10 of the present embodiment has a bimetal part 220 including a support 200 and a back plate 201. When the component mounting process is performed for a long time in the component mounting apparatus 1, the heat of the linear motor movable element 132 is transmitted to the support 200 through the linear motor stator 131 or by radiation, and further to the back plate 201. Communicated. Thereby, the temperature of the support body 200 and the back plate 201 rises, and these thermally expand in the vertical direction, for example.

ここで、本実施形態の駆動ステージ１０は、前述のように支持体２００をアルミニウム合金またはステンレス鋼により構成し、バックプレート２０１を鉄により構成する。あるいは、支持体２００をアルミニウム合金により構成し、バックプレート２０１をステンレス鋼により構成する。これにより、バックプレート２０１を構成する材料の線膨張係数が、支持体２００を構成する材料の線膨張係数よりも小さくされている。 Here, in the drive stage 10 of the present embodiment, the support 200 is made of aluminum alloy or stainless steel, and the back plate 201 is made of iron as described above. Alternatively, the support 200 is made of an aluminum alloy, and the back plate 201 is made of stainless steel. Thereby, the linear expansion coefficient of the material constituting the back plate 201 is made smaller than the linear expansion coefficient of the material constituting the support 200.

すなわち、バックプレート２０１は支持体２００よりも熱膨張をしにくく、支持体２００はバックプレート２０１よりも熱膨張をしやすくなっている。また、リニアモータ可動子１３２の熱は、支持体２００を介してバックプレート２０１に伝達されるため、バックプレート２０１の温度上昇幅は支持体２００の温度上昇幅よりも小さい。そのため、例えばバックプレート２０１の上下方向の熱膨張量は支持体２００の上下方向の熱膨張量よりも小さくなる。これにより、図５に示すように、バイメタル部２２０は、支持プレート１０８が膨出する方向と逆方向に反るように変形する。そのため、例えばバイメタル部２２０のＸ軸方向の反り量δ_２２０を調整することにより、支持プレート１０８の変形量δ_１０８を相殺することができる。 That is, the back plate 201 is less likely to thermally expand than the support 200, and the support 200 is more likely to thermally expand than the back plate 201. Further, since the heat of the linear motor movable element 132 is transmitted to the back plate 201 via the support body 200, the temperature increase width of the back plate 201 is smaller than the temperature increase width of the support body 200. Therefore, for example, the amount of thermal expansion in the vertical direction of the back plate 201 is smaller than the amount of thermal expansion in the vertical direction of the support 200. Thereby, as shown in FIG. 5, the bimetal part 220 deform | transforms so that it may warp in the direction opposite to the direction where the support plate 108 bulges. Therefore, for example, the deformation amount δ ₁₀₈ of the support plate 108 can be offset by adjusting the warpage amount δ ₂₂₀ of the bimetal portion 220 in the X-axis direction.

したがって、本実施形態の駆動ステージ１０のバイメタル部２２０によれば、仮に支持プレート１０８と支持体２００を構成する材料の線膨張係数が等しいかあるいは支持プレート１０８を構成する材料の線膨張係数が支持体２００を構成する材料の線膨張係数よりも大きい場合であっても、部品実装装置１の部品実装ヘッド１７の位置ずれを低減して部品実装精度を向上することができる。また、ファンやその周辺機器あるいはエア通路などの冷却手段を用いなくても、部品実装装置１の部品実装精度の向上を実現することができるので、装置の小型化に寄与する。 Therefore, according to the bimetal part 220 of the drive stage 10 of this embodiment, the linear expansion coefficients of the materials constituting the support plate 108 and the support 200 are equal or the linear expansion coefficients of the materials constituting the support plate 108 are supported. Even when it is larger than the linear expansion coefficient of the material constituting the body 200, the positional deviation of the component mounting head 17 of the component mounting apparatus 1 can be reduced and the component mounting accuracy can be improved. In addition, since it is possible to improve the component mounting accuracy of the component mounting apparatus 1 without using a cooling means such as a fan, its peripheral devices, or an air passage, it contributes to downsizing of the apparatus.

また、支持プレート１０８が例えば上下方向に熱膨張して撓んだときに、バイメタル部２２０が反るように変形することで、支持プレート１０８上のリニアブロック１１０ｂの変位に追従させるように支持体２００上のリニアレール１１０ａを変位させることが可能になる。これにより、リニアブロック１１０ｂとリニアレール１１０ａとの位置ずれを低減することができる。すなわち、バイメタル部２２０と支持プレート１０８との変形の傾向を一致させ、リニアブロック１１０ｂからリニアレール１１０ａに作用する荷重を低減することができる。 Further, when the support plate 108 is bent by thermal expansion in the vertical direction, for example, the bimetal portion 220 is deformed so as to warp, thereby supporting the displacement of the linear block 110b on the support plate 108. It becomes possible to displace the linear rail 110a on the 200. Thereby, the position shift of the linear block 110b and the linear rail 110a can be reduced. That is, the deformation tendency of the bimetal part 220 and the support plate 108 can be matched, and the load acting on the linear rail 110a from the linear block 110b can be reduced.

したがって、本実施形態の駆動ステージ１０のバイメタル部２２０によれば、仮に支持プレート１０８と支持体２００を構成する材料の線膨張係数が等しいかあるいは支持プレート１０８を構成する材料の線膨張係数が支持体２００を構成する材料の線膨張係数よりも大きい場合であっても、装置の大型化を回避しつつリニアモータシステム１０３の長寿命化を実現することができる。また、ファンやその周辺機器あるいはエア通路などの冷却手段を用いなくても、リニアモータシステム１０３の長寿命化を実現することができるので、装置の小型化に寄与する。 Therefore, according to the bimetal part 220 of the drive stage 10 of this embodiment, the linear expansion coefficients of the materials constituting the support plate 108 and the support 200 are equal or the linear expansion coefficients of the materials constituting the support plate 108 are supported. Even when the linear expansion coefficient of the material constituting the body 200 is larger than that of the material, it is possible to achieve a long life of the linear motor system 103 while avoiding an increase in the size of the apparatus. Further, the life of the linear motor system 103 can be extended without using a cooling means such as a fan, peripheral devices, or air passages, thereby contributing to downsizing of the apparatus.

また、本実施形態のように支持プレート１０８の構成材料の線膨張係数が支持体２００の構成材料の線膨張係数よりも小さくされている場合には、従来よりも減少した支持プレート１０８の変形量δ_１０８をバイメタル部２２０の反り量δ_２２０によって相殺することで、支持プレート１０８の変形による影響をさらに減少させることができる。また、バイメタル部２２０の反りによりリニアブロック１１０ｂからリニアレール１１０ａに作用する荷重をさらに低減することができる。すなわち、支持プレート１０８の構成材料の線膨張係数が支持体２００の構成材料の線膨張係数よりも小さくされていることによる効果と、バイメタル部の反りによる効果との相乗効果により、装置の大型化の回避とリニアモータシステム１０３の長寿命化をより確実に実現することができる。 Further, when the linear expansion coefficient of the constituent material of the support plate 108 is made smaller than the linear expansion coefficient of the constituent material of the support 200 as in the present embodiment, the deformation amount of the support plate 108 reduced compared to the conventional case. By canceling δ ₁₀₈ by the warpage amount δ ₂₂₀ of the bimetal portion 220, the influence of the deformation of the support plate 108 can be further reduced. Moreover, the load which acts on the linear rail 110a from the linear block 110b by the curvature of the bimetal part 220 can further be reduced. That is, the size of the apparatus is increased by a synergistic effect of the effect of the linear expansion coefficient of the constituent material of the support plate 108 being smaller than the linear expansion coefficient of the constituent material of the support 200 and the effect of the warp of the bimetal portion. Avoiding this and extending the life of the linear motor system 103 can be realized more reliably.

また、支持体２００からバックプレート２０１への熱の伝達を抑制する断熱構造を有することで、支持体２００からバックプレート２０１へ伝達される熱を減少させ、バイメタル部２２０の反り量δ_２２０を大きくすることができる。すなわち、図４に示すように、バックプレート２０１が支持体２００に対向する面２０１ａに凹部２１０を有する場合には、支持体２００とバックプレート２０１との間の伝熱面積が減少し、支持体２００からバックプレート２０１へ伝達される熱が減少する。支持体２００のバックプレート２０１に対向する面２００ｂに同様の凹部を設けても、バックプレート２０１と支持体２００との間に断熱材を挟んでも、同様の効果を得ることができる。これにより、バイメタル部２２０の反り量δ_２２０を調整し、装置の大型化の回避とリニアモータシステム１０３の長寿命化をより確実に実現することができる。 Further, by having a heat insulating structure that suppresses heat transfer from the support 200 to the back plate 201, the heat transferred from the support 200 to the back plate 201 is reduced, and the warpage amount δ ₂₂₀ of the bimetal portion ₂₂₀ is increased. can do. That is, as shown in FIG. 4, when the back plate 201 has a recess 210 in the surface 201 a facing the support 200, the heat transfer area between the support 200 and the back plate 201 decreases, and the support Heat transferred from 200 to the back plate 201 is reduced. Even if a similar recess is provided on the surface 200 b of the support 200 facing the back plate 201, the same effect can be obtained even if a heat insulating material is sandwiched between the back plate 201 and the support 200. Accordingly, it is possible to adjust the warpage amount δ ₂₂₀ of the bimetal portion 220 and more reliably achieve avoidance of the enlargement of the apparatus and the extension of the life of the linear motor system 103.

また、支持プレート１０８及びバックプレート２０１の材料を鉄またはステンレス鋼により構成することで、支持プレート１０８及びバックプレート２０１の強度を確保しつつ、材料のコストを抑制することができる。また、支持体２００の材料をアルミニウム合金により構成することで、支持体２００の軽量化を実現することができる。また、支持体２００の材料をステンレス鋼により構成することで、支持体２００の強度を向上させ、耐久性を向上させることができる。 Further, by configuring the material of the support plate 108 and the back plate 201 with iron or stainless steel, the cost of the material can be suppressed while ensuring the strength of the support plate 108 and the back plate 201. Moreover, weight reduction of the support body 200 is realizable by comprising the material of the support body 200 with an aluminum alloy. Moreover, the intensity | strength of the support body 200 can be improved and durability can be improved by comprising the material of the support body 200 with stainless steel.

以上説明したように、本実施形態によれば、装置の大型化を回避しつつリニアモータシステム１０３の長寿命化が可能な駆動ステージ１０を得ることができる。また、駆動ステージ１０を用いて部品実装精度の向上が可能な部品実装装置１を得ることができる。 As described above, according to this embodiment, it is possible to obtain the drive stage 10 that can extend the life of the linear motor system 103 while avoiding an increase in the size of the apparatus. In addition, the component mounting apparatus 1 that can improve the component mounting accuracy using the drive stage 10 can be obtained.

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。前述の実施形態は本発明を解りやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されない。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Various modifications are included. The above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.

例えば、支持プレート１０８とビーム１０４とを断熱材を介して接続してもよい。また、支持体２００と架台１００の側壁部１２０とを断熱材を介して接続してもよい。また、支持プレート１０８、支持体２００またはバックプレート２０１を構成する材料として、銅などの他の金属やＦＲＰ等の炭素系材料を用いてもよい。また、架台１００は例えばアルミニウム、ステンレス鋼、銅、炭素系材料により構成することができる。また、ビーム１０４は例えば鉄、ステンレス鋼、銅、炭素系材料により構成することができる。 For example, the support plate 108 and the beam 104 may be connected via a heat insulating material. Moreover, you may connect the support body 200 and the side wall part 120 of the mount frame 100 via a heat insulating material. Further, as a material constituting the support plate 108, the support 200, or the back plate 201, another metal such as copper or a carbon-based material such as FRP may be used. Further, the gantry 100 can be made of, for example, aluminum, stainless steel, copper, or a carbon-based material. The beam 104 can be made of, for example, iron, stainless steel, copper, or a carbon-based material.

また、ビーム１０４の両端を支持する構造を採用してもよい。また、支持体２００の断面形状はＩ字型（直線状）、Ｌ字型、上下逆のＬ字型またはチャネル型（角を有するＵ字型）であってもよい。また、リニアレール１１０ａは３本以上であってもよく、リニアモータ固定子１３１がリニアレール１１０ａの間に配置されていなくてもよい。 Further, a structure that supports both ends of the beam 104 may be adopted. Further, the cross-sectional shape of the support 200 may be I-shaped (straight), L-shaped, L-shaped upside down, or channel-shaped (U-shaped with corners). Further, the number of linear rails 110a may be three or more, and the linear motor stator 131 may not be disposed between the linear rails 110a.

なお、支持プレート１０８にリニアモータ固定子１３１を固定し、支持体２００にリニアモータ可動子１３２を固定してもよい。これにより、支持体２００の温度上昇幅が支持プレート１０８の温度上昇幅よりも大きくなる場合には、支持プレート１０８を構成する材料の線膨張係数が、支持体２００を構成する材料の線膨張係数よりも大きいことが好ましい。 Note that the linear motor stator 131 may be fixed to the support plate 108 and the linear motor movable element 132 may be fixed to the support 200. Thereby, when the temperature rise width of the support 200 becomes larger than the temperature rise width of the support plate 108, the linear expansion coefficient of the material constituting the support plate 108 is equal to the linear expansion coefficient of the material constituting the support 200. Is preferably larger.

また、前述の実施の形態で説明した駆動ステージ１０は、部品実装装置１以外の装置に適用してもよい。これらの構成は例えば輸送機械、医療用の検査装置、分析装置などの他の産業機械に適用することが可能である。また、部品実装ヘッド１０７を、液体を吸引あるいは吐出するノズルに置き換えてもよく、支持プレート１０８によりロボットアームを支持することもできる。 Further, the drive stage 10 described in the above embodiment may be applied to an apparatus other than the component mounting apparatus 1. These configurations can be applied to other industrial machines such as transport machines, medical inspection apparatuses, and analysis apparatuses. Further, the component mounting head 107 may be replaced with a nozzle that sucks or discharges liquid, and the robot arm can be supported by the support plate 108.

１０駆動ステージ
１０３リニアモータシステム
１０４ビーム
１０７部品実装ヘッド
１０８支持プレート
１１０ａリニアレール
１１０ｂリニアブロック
１３０リニアモータ
１３１リニアモータ固定子
１３２リニアモータ可動子
２００支持体
２００ｂリニアモータシステム側と反対側の面
２０１バックプレート
２１０凹部
Ｘ第２の特定往復方向
Ｙ特定往復方向 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Drive stage 103 Linear motor system 104 Beam 107 Component mounting head 108 Support plate 110a Linear rail 110b Linear block 130 Linear motor 131 Linear motor stator 132 Linear motor movable element 200 Support body 200b The surface 201 on the opposite side to the linear motor system side Back Plate 210 Recess X Second specific reciprocating direction Y Specific reciprocating direction

Claims

支持体と、該支持体に対してリニアモータシステムと支持プレートとを介在して特定往復方向に移動可能に支持されたビームと、を備えた駆動ステージであって、
前記リニアモータシステムは、前記支持体に固定された複数のリニアレールと、前記リニアレール上を移動する前記支持プレート及び前記支持体に固定されたリニアモータと、を有し、
前記支持体は、前記リニアモータシステム側と反対側の面に固定されたバックプレートを有し、
前記バックプレートの材料の線膨張係数は、前記支持体の材料の線膨張係数より小さいことを特徴とする駆動ステージ。 A drive stage comprising: a support; and a beam supported so as to be movable in a specific reciprocating direction with respect to the support through a linear motor system and a support plate,
The linear motor system includes a plurality of linear rails fixed to the support, the support plate moving on the linear rail, and a linear motor fixed to the support .
The support has a back plate fixed to a surface opposite to the linear motor system side;
The drive stage according to claim 1, wherein a linear expansion coefficient of the material of the back plate is smaller than a linear expansion coefficient of the material of the support.

前記支持体の材料は、アルミニウム合金またはステンレス鋼であり、
前記バックプレートの材料は、鉄であることを特徴とする請求項１に記載の駆動ステージ。 The material of the support is an aluminum alloy or stainless steel,
The drive stage according to claim 1 , wherein the material of the back plate is iron.

前記支持体の材料は、アルミニウム合金であり、
前記バックプレートの材料は、ステンレス鋼であることを特徴とする請求項１に記載の駆動ステージ。 The material of the support is an aluminum alloy,
The drive stage according to claim 1 , wherein a material of the back plate is stainless steel.

前記バックプレートは、前記支持体に対向する面に凹部を有することを特徴とする請求項１に記載の駆動ステージ。 The drive stage according to claim 1 , wherein the back plate has a recess on a surface facing the support.

前記支持体の材料の線膨張係数は、前記支持プレートの材料の線膨張係数より大きいことを特徴とする請求項１に記載の駆動ステージ。 The drive stage according to claim 1 , wherein a linear expansion coefficient of the material of the support is larger than a linear expansion coefficient of the material of the support plate.

前記リニアモータは、リニアモータ固定子とリニアモータ可動子とを有し、
前記リニアモータ固定子は、前記支持体に固定され、
前記リニアモータ可動子は、前記支持プレートに固定されることを特徴とする請求項１に記載の駆動ステージ。 The linear motor has a linear motor stator and a linear motor movable element,
The linear motor stator is fixed to the support;
The drive stage according to claim 1, wherein the linear motor movable element is fixed to the support plate.

前記リニアモータシステムは、複数の前記リニアレールにそれぞれスライド可能に係合する複数のリニアブロックを有し、
複数の前記リニアブロックは、前記支持プレートに固定されることを特徴とする請求項６に記載の駆動ステージ。 The linear motor system has a plurality of linear blocks slidably engaged with the plurality of linear rails, respectively.
The drive stage according to claim 6 , wherein the plurality of linear blocks are fixed to the support plate.

請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の駆動ステージを用いた部品実装装置であって、
前記ビームに対してリニアガイドを介在して前記特定往復方向と直交する第２の特定往復方向に移動可能に支持された部品実装ヘッドを備えることを特徴とする部品実装装置。 A component mounting apparatus using the drive stage according to any one of claims 1 to 7 ,
A component mounting apparatus comprising a component mounting head supported so as to be movable in a second specific reciprocating direction perpendicular to the specific reciprocating direction with a linear guide interposed between the beam and the beam.