JPH10234174A - Xy移動用アクチュエータおよび半導体接続装置 - Google Patents

Xy移動用アクチュエータおよび半導体接続装置

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JPH10234174A
JPH10234174A JP9034754A JP3475497A JPH10234174A JP H10234174 A JPH10234174 A JP H10234174A JP 9034754 A JP9034754 A JP 9034754A JP 3475497 A JP3475497 A JP 3475497A JP H10234174 A JPH10234174 A JP H10234174A
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mover
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、小形・軽量で、高速・高精度化を
図る。 【解決手段】 XY移動用アクチュエータ12の上には
ボンディングヘッド部13が設けられている。XY移動
用アクチュエータ12は、固定子14と移動子15とを
有している。固定子14の固定子ヨーク16には第1の
コイル17と第2のコイル18とが直交するように巻回
され、これらは樹脂モールドされた外体19により覆わ
れている。移動子15の移動子ヨーク20には単極着磁
のマグネット21が嵌入配設されている。支持手段とし
てエア噴出ノズル部22はフレーム11および固定子1
4に、下から上にエアを噴き出し得るように多数形成さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボンディング装置
等のボンディングヘッドのX軸方向およびY軸方向に移
動制御するのに好適するXY移動用アクチュエータおよ
び半導体接続装置に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】図11には、従来のボ
ンディング装置を示している。ボンディングヘッド1
は、XYテーブル装置2によりX方向およびY方向へ移
動されるようになっている。ボンディングヘッド1のア
ーム部3は揺動モータ4により図示矢印Cのように上下
に往復回動するようになっている。このアーム部3の動
作によりボンディングワイヤ5が半導体ペレット6のボ
ンディングパッド6aとリードフレーム7のリード端子
7aとを接続するようになっている。
【0003】上記XYテーブル装置2は、ACサーボモ
ータあるいはDCサーボモータからなるモータ8aを備
えた下テーブル8と、同モータ9aを備えた上テーブル
9とを有して構成されており、下テーブル8は図示しな
いボールねじがモータ8aにより回転されることにより
X方向に移動するもので、また、上テーブル9は図示し
ないボールねじがモータ9aにより回転されることによ
りY方向に移動するようになっている。
【0004】しかしながら、上記従来のXYテーブル装
置では、大形で、しかも重量が重く、このため、XYテ
ーブル用のモータ8a,9aの負荷が大きくなり、高速
化および位置決め精度を向上させることが難しい。
【0005】本発明は上述の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、小形・軽量で、高速・高精度化を
図ることができるXY移動用アクチュエータおよび半導
体接続装置を提供するにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明のXY移
動用アクチュエータにおいては、平板状の固定子ヨーク
とこの固定子ヨークに巻回された第1のコイルと前記固
定子ヨークに前記第1のコイルとほぼ直交する向きに巻
回された第2のコイルとからなる固定子と、この固定子
と対向するように配置され、平板状のヨークと単極に着
磁された平板状のマグネットとからなる移動子と、前記
移動子を移動自在に支承する支持手段とを備え、前記第
1のコイルと第2のコイルとの通電制御により移動子を
移動させるようにした構成としている。
【0007】この構成においては、固定子の第1のコイ
ルに一方向に通電すると、所定方向の磁界が発生して移
動子のマグネットとの間に電磁力が発生し、移動子がX
方向(これは往方向および復方向があるが)のうち例え
ば往方向(これをX(+)方向と称する)に移動する。
逆方向に通電すると移動子がX方向のうちの復方向(こ
れをX(−)方向と称する)に移動する。同様に、固定
子の第2のコイルに一方向に通電すると、移動子がY方
向(これは往方向および復方向があるが)のうち例えば
往方向(これをY(+)方向と称する)に移動する。逆
方向に通電すると、移動子はY方向のうちの復方向(こ
れをY(−)方向と称する)に移動する。従って、第1
のコイルに対する通電制御と第2のコイルに対する通電
制御により、移動子をXY方向へ移動できるようにな
る。この構成の場合には、X方向およびY方向について
別々のサーボモータを必要としないと共に、別々のテー
ブルも必要とせず、小形化および軽量化を図ることがで
きると共に、高速・高精度化も図ることができるように
なる。
【0008】請求項2の発明のXY移動用アクチュエー
タは、固定子ヨークと単極に着磁された平板状のマグネ
ットとからなる固定子と、この固定子と対向するように
配置され、平板状の移動子ヨークとこの移動子ヨークに
巻回された第1のコイルと前記移動子ヨークに前記第1
のコイルと直交する向きに巻回された第2のコイルとか
らなる移動子と、前記移動子を移動自在に支承する支持
手段とを備え、前記第1のコイルと第2のコイルとの通
電制御により移動子を移動させるようにした構成として
いる。
【0009】この構成においては、移動子の第1のコイ
ルに一方向に通電すると、所定方向の磁界が発生して固
定子のマグネットとの間に電磁力が発生し、移動子がX
(+)方向に移動する。逆方向に通電すると移動子がX
(−)方向に移動する。同様に、移動子の第2のコイル
に一方向に通電すると、移動子がY(+)方向に移動す
る。逆方向に通電すると、移動子はY(−)方向に移動
する。従って、第1のコイルに対する通電制御と第2の
コイルに対する通電制御により、移動子をXY方向へ移
動できるようになる。この構成の場合には、X方向およ
びY方向について別々のサーボモータを必要としないと
共に、別々のテーブルも必要とせず、小形化および軽量
化を図ることができると共に、高速・高精度化も図るこ
とができるようになる。
【0010】請求項3の発明の移動用アクチュエータに
おいては、支持手段が、空気流により移動子を移動可能
に支承する構成であるところに特徴を有する。この構成
においては、ほとんど摩擦抵抗なく移動子を移動でき
て、高速化に寄与できると共に、長寿命化に寄与でき
る。請求項4の発明のXY移動用アクチュエータは、支
持手段が、複数個のボールを転動可能に備え、このボー
ルにより移動子を移動可能に支承する構成であるところ
に特徴を有する。この構成においては、比較的重量のあ
る負荷を支持できるようになり、また摩擦抵抗も少な
い。
【0011】請求項5の発明のXY移動用アクチュエー
タは、支持手段が、固定子と移動子との間に設けた磁性
流体から構成されているところに特徴を有する。この構
成においては、ほとんど摩擦抵抗なく移動子を移動でき
て、高速化に寄与できると共に、長寿命化に寄与でき、
さらには構成も比較的簡単である。
【0012】請求項6の発明の半導体接続装置は、請求
項1ないし5のいずれかに記載のXY移動用アクチュエ
ータを用いてなる。このものにおいては、小形化および
軽量化を図ることができると共に、半導体接続について
の高速・高精度化も図ることができるようになる。
【0013】請求項7の発明の半導体接続装置は、モー
タを駆動源とするXYテーブル装置に上記いずれかのX
Y移動用アクチュエータを配設し、XYテーブル装置に
より比較的粗めの移動動作を行ない、XY移動用アクチ
ュエータにて微細な移動動作を行なうようにしたところ
に特徴を有する。この構成においては、XYテーブル装
置により比較的粗めの位置決めをし、XY移動用アクチ
ュエータにて微細な位置決めをすることになるから、微
細な移動動作のみにより位置決めをする場合に比して、
位置決めに要する時間の短縮を図ることが可能で、しか
も、XYテーブル装置については、それほど高い精度を
必要としないから、コスト高を抑えることが可能とな
る。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施例につ
き図1および図2を参照しながら説明する。図1には、
半導体接続装置を示している。フレーム11には、XY
移動用アクチュエータ12が設けられており、このアク
チュエータ12の上にはボンディングヘッド部13が設
けられている。XY移動用アクチュエータ12は、次の
ように構成されている。すなわち、このアクチュエータ
12において、固定子14と移動子15とを有してい
る。固定子14において、ほぼ正方形の平板状の固定子
ヨーク16には、第1のコイル17が巻回されており、
さらにこの第1のコイル17と巻方向が直交するように
第2のコイル18が巻回されている。そして、これらは
樹脂モールドされた外体19により覆われている。この
外体19の上面は平坦面となるように形成されている。
【0015】一方、移動子15において、ほぼ正方形を
なす移動子ヨーク20の下面部には凹部20aが形成さ
れ、この凹部20aにはマグネット21が嵌入配設され
ており、このマグネット21は単極着磁されている。こ
の移動子15の下面も平坦面に形成されている。そし
て、支持手段としてエア噴出ノズル部22が設けられて
おり、これは、フレーム11および固定子14に、下か
ら上にエアを噴き出し得るように多数形成されており、
その圧縮空気流により移動子15およびボンディングヘ
ッド部13が支持されるようになっている。
【0016】ボンディングヘッド部13は、ボンディン
グヘッドフレーム23に揺動アーム24と揺動アクチュ
エータ25とを配設して構成されており、上記ボンディ
ングヘッドフレーム23が移動子15に取り付けられて
いる。前記揺動アクチュエータ25がその可動子25a
を上下に移動制御することにより揺動アーム24先端が
上下に往復回動するようになっており、この動作により
ワイヤボンディングがなされるようになっている。
【0017】上記構成において、固定子14の第1のコ
イル17に図2矢印A方向に通電すると、固定子14に
矢印A´方向の磁界が発生して、移動子15のマグネッ
ト21との間で電磁力が発生し、移動子15がX(+)
方向に移動する。また、矢印Aと逆方向に通電すると移
動子15がX(−)方向に移動する。同様に、固定子1
4の第2のコイル18に矢印B方向に通電すると、固定
子14に矢印B´方向に磁界が発生して、移動子15の
マグネット21との間で電磁力が発生し、移動子15が
Y(+)方向に移動する。矢印Bと逆方向に通電する
と、移動子15はY(−)方向に移動する。従って、第
1のコイル17に対する通電制御と第2のコイル18に
対する通電制御により、移動子15をXY方向へ自在に
移動できる。
【0018】上述した本実施例のXY移動用アクチュエ
ータ12によれば、X方向およびY方向について別々の
サーボモータを必要としないと共に、別々のテーブルも
必要とせず、小形化および軽量化を図ることができると
共に、高速・高精度化も図ることができる。
【0019】そして、このようなXY移動用アクチュエ
ータ12を用いた半導体接続装置においては、全体の小
形化および軽量化を図ることができると共に、半導体接
続についての高速・高精度化も図ることができる。特に
本実施例によれば、支持手段としてエア噴出ノズル部2
2を設け、空気流により移動子15を移動可能に支承す
る構成としたから、ほとんど摩擦抵抗なく移動子15を
移動できて、さらなる高速化に寄与できると共に、長寿
命化に寄与できる。
【0020】次に、図3および図4には本発明の第2の
実施例を示しており、この実施例においては、支持手段
が異なる。支持手段としての支持機構31は、支持板3
2に保持孔32aを形成し、この保持孔32aにボール
33を転動自在に配設した構成で、この支持機構31は
固定子14上に取り付けられており、この支持機構31
上に移動子15が設けられている。この実施例によれ
ば、比較的重量のある負荷を支持できるようになり、ま
た摩擦抵抗も少ない。
【0021】図5は、本発明の第3の実施例を示してお
り、この実施例においては、移動子41の構成が、第2
の実施例と異なる。すなわち、移動子41は移動子ヨー
ク42の下面にマグネット43を取着し、さらにこのマ
グネット43の下面に補助ヨーク44を取着して構成さ
れている。この補助ヨーク44がボール33と接触す
る。この第3の実施例によれば、マグネット43の摩耗
を防止できて使用寿命が長くなる。
【0022】次に、図6および図7は、本発明の第4の
実施例を示しており、この実施例においては、支持手段
たる支持機構51の構成が異なる。すなわち、中抜きの
矩形状の支持板52に多数のボール53を転動自在に設
け、この支持板52の中抜き部には、合成樹脂製の取付
部54を例えばインサート成形もしくは接着にて取着し
ている。この取付部54の下面には、位置決めおよび固
定用突起54aを形成している。
【0023】一方、固定子14の外体19の上面には、
多数の取付孔55aを形成した固定板55が取着されて
おり、この取付孔55aに前記取付部54の固定用突起
54aを嵌合接着し、もって支持板52を固定板55ひ
いては固定子14に取り付けている。なお、固定子14
の外体19の周縁部には落ち止めのための突起19aが
形成されている。この実施例によれば、支持機構51が
小さくユニット化されているから、移動子15の移動範
囲が異なる場合に、その設置個数および設置箇所を変更
することによりこれに対処でき、しかも固定用突起54
aを備えたことにより、位置決めも容易となる。
【0024】図8は本発明の第5の実施例を示してお
り、この実施例においては、支持手段が第1の実施例と
異なる。支持手段として磁性流体61を用いている。こ
の場合移動子15の移動子ヨーク20下部周縁部20a
をマグネット21下面よりさらに立ち下げることにより
収容部62を形成し、この収容部62に磁性流体61を
収容している。この実施例においては、磁性流体61に
て移動子15を移動可能に支承するから、ほとんど摩擦
抵抗なく移動子15を移動できて、高速化に寄与できる
と共に、長寿命化に寄与でき、さらには構成も比較的簡
単である。
【0025】図9は本発明の第6の実施例を示してお
り、この実施例においては、固定子にマグネットを備
え、移動子にコイルを備えた点が第2の実施例と異な
る。すなわち、固定子71を固定子ヨーク72とマグネ
ット73とから構成し、移動子74を、固定子ヨーク7
5と、第1のコイル76と、第2のコイル77と、樹脂
モールドされた外体78とから構成している。この実施
例においても第2の実施例と同様の効果を得ることがで
きる。
【0026】図10は本発明の第7の実施例を示してお
り、この実施例においては、XYテーブル装置81に、
XY移動用アクチュエータ12およびボンディングヘッ
ド部13を設けた構成としている。XYテーブル装置8
1は、ACサーボモータあるいはDCサーボモータから
なるモータ82aを備えた下テーブル82と、同モータ
83aを備えた上テーブル83とを有して構成されてお
り、下テーブル82は図示しないボールねじがモータ8
2aにより回転されることによりX方向に移動するもの
で、また、上テーブル83は図示しないボールねじがモ
ータ83aにより回転されることによりY方向に移動す
るようになっている。そして、このものでは、XYテー
ブル装置81により比較的粗めの移動動作を行ない、X
Y移動用アクチュエータ12にて微細な移動動作を行な
うようにしている。
【0027】この構成においては、XYテーブル装置8
1により比較的粗めの位置決めをし、XY移動用アクチ
ュエータ12にて微細な位置決めをすることになるか
ら、微細な移動動作のみにより位置決めをする場合に比
して、位置決めに要する時間の短縮を図ることが可能
で、しかも、XYテーブル装置81については、ほれほ
ど高い精度を必要としないから、コスト高を抑えること
が可能となる。
【0028】
【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、次の効果を得ることができる。請求項1の発明のX
Y移動用アクチュエータによれば、固定子に第1のコイ
ルおよびこれとほぼ直交する方向に巻回された第2のコ
イルを設け、移動子に単極着磁のマグネットを設け、第
1および第2のコイルに対する通電制御により、移動子
をXY方向へ移動できるから、X方向およびY方向につ
いて別々のサーボモータを必要としないと共に、別々の
テーブルも必要とせず、小形化および軽量化を図ること
ができると共に、高速・高精度化も図ることができる。
【0029】請求項2の発明のXY移動用アクチュエー
タによれば、固定子に単極着磁のマグネットを設け、移
動子に第1のコイルおよびこれとほぼ直交する方向に巻
回された第2のコイルを設け、第1および第2のコイル
に対する通電制御により、移動子をXY方向へ移動でき
るから、X方向およびY方向について別々のサーボモー
タを必要としないと共に、別々のテーブルも必要とせ
ず、小形化および軽量化を図ることができると共に、高
速・高精度化も図ることができる。
【0030】請求項3の発明の移動用アクチュエータに
よれば、支持手段を、空気流により移動子を移動可能に
支承する構成としたから、ほとんど摩擦抵抗なく移動子
を移動できて、高速化に寄与できると共に、長寿命化に
寄与できる。請求項4の発明のXY移動用アクチュエー
タによれば、支持手段を、複数個のボールを転動可能に
備え、このボールにより移動子を移動可能に支承する構
成としたから、比較的重量のある負荷を支持でき、また
摩擦抵抗も少ない。請求項5の発明のXY移動用アクチ
ュエータによれば、支持手段を、固定子と移動子との間
に設けた磁性流体から構成したから、ほとんど摩擦抵抗
なく移動子を移動できて、高速化に寄与できると共に、
長寿命化に寄与でき、さらには構成も比較的簡単とな
る。
【0031】請求項6の発明の半導体接続装置によれ
ば、小形化および軽量化を図ることができると共に、半
導体接続についての高速・高精度化も図ることができ
る。請求項7の発明の半導体接続装置によれば、モータ
を駆動源とするXYテーブル装置にXY移動用アクチュ
エータを配設し、XYテーブル装置により比較的粗めの
移動動作を行ない、XY移動用アクチュエータにて微細
な移動動作を行なうようにしたから、位置決めに要する
時間の短縮を図ることが可能で、しかも、XYテーブル
装置については、それほど高い精度を必要としないか
ら、コスト高を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す半導体接続装置の
縦断側面図
【図2】固定子の平面図
【図3】本発明の第2の実施例を示すXY移動用アクチ
ュエータの縦断側面図
【図4】支持機構の一部を示す図
【図5】本発明の第3の実施例を示すXY移動用アクチ
ュエータの縦断側面図
【図6】本発明の第4の実施例を示すXY移動用アクチ
ュエータの縦断側面図
【図7】支持板を下方から見た斜視図
【図8】本発明の第5の実施例を示すXY移動用アクチ
ュエータの縦断側面図
【図9】本発明の第6の実施例を示すXY移動用アクチ
ュエータの縦断側面図
【図10】本発明の第7の実施例を示す半導体接続装置
の縦断側面図
【図11】従来例を示す半導体接続装置の斜視図
【符号の説明】
12はXY移動用アクチュエータ、13はボンディング
ヘッド部、14は固定子、15は移動子、16は固定子
ヨーク、17は第1のコイル、18は第2のコイル、1
9は外体、20は移動子ヨーク、21はマグネット、2
2はエア噴出ノズル部(支持手段)、24は揺動アー
ム、31は支持機構、32は支持板、33はボール、4
1は移動子、44は補助ヨーク、51は支持機構(支持
手段)、54は取付部、54aは固定用突起、55は固
定板、61は磁性流体(支持手段)、71は固定子、7
3はマグネット、74は移動子、76は第1のコイル、
77は第2のコイル、81はXYテーブル装置を示す。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平板状の固定子ヨークとこの固定子ヨー
    クに巻回された第1のコイルと前記固定子ヨークに前記
    第1のコイルとほぼ直交する向きに巻回された第2のコ
    イルとからなる固定子と、 この固定子と対向するように配置され、平板状のヨーク
    と単極に着磁された平板状のマグネットとからなる移動
    子と、 前記移動子を移動自在に支承する支持手段とを備え、 前記第1のコイルと第2のコイルとの通電制御により移
    動子を移動させるようにしてなるXY移動用アクチュエ
    ータ。
  2. 【請求項2】 固定子ヨークと単極に着磁された平板状
    のマグネットとからなる固定子と、 この固定子と対向するように配置され、平板状の移動子
    ヨークとこの移動子ヨークに巻回された第1のコイルと
    前記移動子ヨークに前記第1のコイルと直交する向きに
    巻回された第2のコイルとからなる移動子と、 前記移動子を移動自在に支承する支持手段とを備え、 前記第1のコイルと第2のコイルとの通電制御により移
    動子を移動させるようにしてなるXY移動用アクチュエ
    ータ。
  3. 【請求項3】 支持手段は、空気流により移動子を移動
    可能に支承する構成であることを特徴とする請求項1ま
    たは2記載のXY移動用アクチュエータ。
  4. 【請求項4】 支持手段は、複数個のボールを転動可能
    に備え、このボールにより移動子を移動可能に支承する
    構成であることを特徴とする請求項1または2記載のX
    Y移動用アクチュエータ。
  5. 【請求項5】 支持手段は、固定子と移動子との間に設
    けた磁性流体から構成されていることを特徴とする請求
    項1または2記載のXY移動用アクチュエータ。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし5のいずれかに記載のX
    Y移動用アクチュエータを用いてなる半導体接続装置。
  7. 【請求項7】 モータを駆動源とするXYテーブル装置
    に請求項1ないし5のいずれかに記載のXY移動用アク
    チュエータを配設し、XYテーブル装置により比較的粗
    めの移動動作を行ない、XY移動用アクチュエータにて
    微細な移動動作を行なうようにしたことを特徴とする請
    求項6記載の半導体接続装置。
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