(57)【要約】【課題】アクチュエータ及びボンディング装置において、より高速に任意の位置に移動することを可能にすることである。【解決手段】ボンディングヘッド等が搭載される回転体１６は、磁路部材３２Ｌ，３２Ｒと同形の支持キャリアに回転自在に支持され、その両外側に左右コイル部４０，４２が配置される。複数の磁路が設けられた磁路部材３２Ｌ，３２Ｒを介し、左右コイル部４０，４２による直線状の磁場と回転体１６の永久磁石による円周状の磁場とが協働作用し、左右コイル部４０，４２のそれぞれの駆動に応じ、回転体１６はＹ軸に沿って直進と回転とを組み合わせた移動を行う。また、磁路部材の磁路の形状により、平面移動体に対し、Ｘ軸及びＹ軸に沿った移動を行わせることもできる。【選択図】図３
2005218203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の直進軸に沿って直進及び回転可能な回転体と、
回転体に設けられる可動子側磁気発生素子と、
回転体を回転自在に支持し、回転体と共に直進軸に沿って移動可能な支持キャリアと、
支持キャリアの外側に直進軸方向に沿って配置される固定子側磁気発生素子と、
支持キャリアに設けられ、可動子側磁気発生素子による円周状磁場と、固定子側磁気発生素子の直線状磁場との間に設けられる複数の磁路を有する磁路部材と、
を備え、可動子側磁気発生素子による磁場と固定子側磁気発生素子による磁場との協働作用により、回転体に対し直進と回転とを組み合わせた移動を行わせることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
所定の面内で移動可能な平面移動体と、
平面移動体に、所定面内の一方軸方向に沿って設けられる可動子側磁気発生素子と、
平面移動体を一方軸方向に案内する案内部を有し、平面移動体の移動を案内しつつ平面移動体と共に他方軸方向に移動可能な支持キャリアと、
支持キャリアの外側に設けられ、所定面内の他方軸方向に配置される固定子側磁気発生素子と、
支持キャリアに設けられ、可動子側磁気発生素子の一方軸方向配置の磁場と、固定子側磁気発生素子の他方軸方向配置の磁場との間に設けられる複数の磁路を有する磁路部材と、
を備え、固定子側磁気発生素子による磁場と可動子側磁気発生素子による磁場との協働作用により、平面移動体に対し所定面内の移動を行わせることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項３】
ボンディング対象に対しボンディングを行うボンディングヘッドを含み、所定の直進軸に沿って直進及び回転可能な回転体と、
回転体に、円周状に設けられる可動子側磁気発生素子と、
回転体を回転自在に支持し、回転体と共に直進軸に沿って移動可能な支持キャリアと、
支持キャリアの両外側に直進軸方向に沿って配置される１組の左右固定子側磁気発生素子と、
支持キャリアに設けられ、可動子側磁気発生素子による円周状磁場と、左右固定子側磁気発生素子のそれぞれの直線状磁場との間に設けられる複数の磁路を有する磁路部材と、
を備え、可動子側磁気発生素子による磁場と左右固定子側磁気発生素子による磁場との協働作用により、回転体に対し直進と回転とを組み合わせた移動を行わせることを特徴とするボンディング装置。
【請求項４】
ボンディング対象に対しボンディングを行うボンディングヘッドを含み、所定の面内で移動可能な平面移動体と、
平面移動体に、所定面内の一方軸方向に沿って平行に設けられる１組の上下可動子側磁気発生素子と、
平面移動体を一方軸方向に案内する案内部を有し、平面移動体の移動を案内しつつ平面移動体と共に他方軸方向に移動可能な支持キャリアと、
支持キャリアの外側に設けられ、所定面内の他方軸方向に配置される固定子側磁気発生素子と、
支持キャリアに設けられ、上下可動子側磁気発生素子のそれぞれの一方軸方向配置の磁場と、固定子側磁気発生素子の他方軸方向配置の磁場との間に設けられる複数の磁路を有する磁路部材と、
を備え、固定子側磁気発生素子による磁場と上下可動子側磁気発生素子による磁場との協働作用により、平面移動体に対し所定面内の移動を行わせることを特徴とするボンディング装置。
【請求項５】
請求項４に記載のボンディング装置において、
固定子側磁気発生素子は、他方軸方向に平行に配置される１組の左右固定子側磁気発生素子であることを特徴とするボンディング装置。
【請求項６】
請求項３乃至請求項５のいずれか１に記載のボンディング装置において、
磁路部材は、磁路を形成する複数の磁性体と、磁路を分離する複数の非磁性体とが積層されることを特徴とするボンディング装置。
【請求項７】
請求項３乃至請求項５のいずれか１に記載のボンディング装置において、
磁路部材は、磁路を形成する方向に複数のスリットが設けられた磁性体であることを特徴とするボンディング装置。
【請求項８】
請求項７に記載のボンディング装置において、各スリットが非磁性体で充填されることを特徴とするボンディング装置。
【請求項９】
請求項３乃至請求項５のいずれか１に記載のボンディング装置において、
左右固定子側磁気発生素子又は可動子側磁気発生素子が交流駆動されることを特徴とするボンディング装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のボンディング装置において、
可動子側磁気発生素子は永久磁石であり、左右固定子側磁気発生素子は電磁石であることを特徴とするボンディング装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のボンディング装置において、電磁石はコアを有していることを特徴とするボンディング装置。
【請求項１２】
請求項３に記載のボンディング装置において、
可動子側磁気発生素子は、回転体周りに円周状に複数配置される永久磁石列であり、
左右固定子側磁気発生素子は、直進軸方向に配置される２列の電磁石であることを特徴とするボンディング装置。
【請求項１３】
請求項５に記載のボンディング装置において、
可動子側磁気発生素子は、一方軸方向に配置される２列の永久磁石列であり、
左右固定子側磁気発生素子は、他方軸方向に配置される２列の電磁石であることを特徴とするボンディング装置。
【請求項１４】
請求項３に記載のボンディング装置において、
回転体及び支持キャリアの少なくとも一方は、流体圧支持機構により支持されることを特徴とするボンディング装置。
【請求項１５】
請求項４又は請求項５に記載のボンディング装置において、
平面移動体及び支持キャリアの少なくとも一方は、流体圧支持機構により支持されることを特徴とするボンディング装置。
【請求項１６】
ボンディング対象に対しボンディングを行うボンディングヘッドを含み、所定の直進軸に沿って直進及び回転可能な回転体と、
回転体に、円周状に設けられる複数の永久磁石と、
回転体を回転自在に支持し、回転体と共に直進軸に沿って移動可能な支持キャリアと、
支持キャリアの両外側に直進軸方向に沿って配置される１組の左右コイルと、
を備え、左右コイルのそれぞれに電流を流すことによる磁場と永久磁石の磁場との協働作用により、回転体に対し直進と回転とを組み合わせた移動を行わせることを特徴とするボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアクチュエータ及びボンディング装置に係り、特に対象物を任意の位置に移動させるアクチュエータ及びボンディング作業を行うボンディング部を任意の位置に移動させる移動機構を備えるボンディング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤボンダーやダイボンダー等のボンディング装置は、ボンディングヘッド部先端に取り付けられたボンディングツールを平面内の任意の位置に移動させてボンディング作業を行う。これらのボンディング装置の多くは、特許文献１に示されるように、Ｘ方向にのみ移動可能なＸテーブルと、Ｙ方向にのみ移動可能なＹテーブルとを積層したいわゆるＸＹテーブルと、さらにそれぞれを駆動する駆動源を備えている。ここでボンディングヘッド部をＸＹテーブル上に搭載し、駆動源によりＸＹテーブルを駆動することで、ボンディングツールをＸＹ平面の任意の位置に移動させることができる。
【０００３】
また、特許文献２には、リニアモータでスライドを直進させ、スライドの上のロータリービーム（回転梁）を第２リニアモータで回転させ、ロータリービームに搭載されているキャピラリの位置決めを行う技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３２９７７２号公報
【特許文献２】米国特許第６，４６０，７５１Ｂ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ボンディング装置に対する高速化の要求はますます高まってきており、そのためにボンディングヘッド部を任意の位置に高速で位置決めすることが望まれる。この観点から、従来技術は以下のような課題を有している。
【０００６】
ＸＹテーブル駆動方式においては、ＸＹテーブルが積層構造であるため、質量や慣性が大きくなりがちで、高速性能から要求される加速度を達成することが困難な場合がある。また、上部のテーブルの位置によっては下部のテーブルを駆動する駆動源がテーブルの重心を押すことができず、不必要なトルクが発生し、そのためにリニアガイド等の案内機構に対する負担が大きくなり、高速の位置決めを妨げる場合がある。
【０００７】
特許文献２のスライド＋回転方式は、一般に直進運動より回転運動の応答が速いことからＸＹテーブル駆動方式に比較して高速性が改善される方向である。しかし、スライドの直進運動をしているときは、回転駆動源はＸ方向の推力に何ら寄与していない。また、回転駆動源がスライド上に搭載されるような場合には、Ｘ方向の直進加速度を減ずる方向に作用することにもなる。
【０００８】
このように従来技術においては、平面内の任意の位置に移動する際の２自由度運動のために積層構造の移動機構を用いることから、要求される加速度の達成に限度があることがあり、場合によっては一方の駆動源の存在によって他方駆動における加速度を減ずる方向に働くこともある。
【０００９】
本発明の目的は、かかる従来技術の課題を解決し、より高速に任意の位置に移動することを可能にするアクチュエータ及びボンディング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係るアクチュエータは、所定の直進軸に沿って直進及び回転可能な回転体と、回転体に設けられる可動子側磁気発生素子と、回転体を回転自在に支持し、回転体と共に直進軸に沿って移動可能な支持キャリアと、支持キャリアの外側に直進軸方向に沿って配置される固定子側磁気発生素子と、支持キャリアに設けられ、可動子側磁気発生素子による円周状磁場と、固定子側磁気発生素子の直線状磁場との間に設けられる複数の磁路を有する磁路部材と、を備え、可動子側磁気発生素子による磁場と固定子側磁気発生素子による磁場との協働作用により、回転体に対し直進と回転とを組み合わせた移動を行わせることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係るアクチュエータは、所定の面内で移動可能な平面移動体と、平面移動体に、所定面内の一方軸方向に沿って設けられる可動子側磁気発生素子と、平面移動体を一方軸方向に案内する案内部を有し、平面移動体の移動を案内しつつ平面移動体と共に他方軸方向に移動可能な支持キャリアと、支持キャリアの外側に設けられ、所定面内の他方軸方向に配置される固定子側磁気発生素子と、支持キャリアに設けられ、可動子側磁気発生素子の一方軸方向配置の磁場と、固定子側磁気発生素子の他方軸方向配置の磁場との間に設けられる複数の磁路を有する磁路部材と、を備え、固定子側磁気発生素子による磁場と可動子側磁気発生素子による磁場との協働作用により、平面移動体に対し所定面内の移動を行わせることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係るボンディング装置は、ボンディング対象に対しボンディングを行うボンディングヘッドを含み、所定の直進軸に沿って直進及び回転可能な回転体と、回転体に、円周状に設けられる可動子側磁気発生素子と、回転体を回転自在に支持し、回転体と共に直進軸に沿って移動可能な支持キャリアと、支持キャリアの両外側に直進軸方向に沿って配置される１組の左右固定子側磁気発生素子と、支持キャリアに設けられ、可動子側磁気発生素子による円周状磁場と、左右固定子側磁気発生素子のそれぞれの直線状磁場との間に設けられる複数の磁路を有する磁路部材と、を備え、可動子側磁気発生素子による磁場と左右固定子側磁気発生素子による磁場との協働作用により、回転体に対し直進と回転とを組み合わせた移動を行わせることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係るボンディング装置は、ボンディング対象に対しボンディングを行うボンディングヘッドを含み、所定の面内で移動可能な平面移動体と、平面移動体に、所定面内の一方軸方向に沿って平行に設けられる１組の上下可動子側磁気発生素子と、平面移動体を一方軸方向に案内する案内部を有し、平面移動体の移動を案内しつつ平面移動体と共に他方軸方向に移動可能な支持キャリアと、支持キャリアの外側に設けられ、所定面内の他方軸方向に配置される固定子側磁気発生素子と、支持キャリアに設けられ、上下可動子側磁気発生素子のそれぞれの一方軸方向配置の磁場と、固定子側磁気発生素子の他方軸方向配置の磁場との間に設けられる複数の磁路を有する磁路部材と、を備え、固定子側磁気発生素子による磁場と上下可動子側磁気発生素子による磁場との協働作用により、平面移動体に対し所定面内の移動を行わせることを特徴とする。
【００１４】
また、固定子側磁気発生素子は、他方軸方向に平行に配置される１組の左右固定子側磁気発生素子であることが好ましい。
【００１５】
また、磁路部材は、磁路を形成する複数の磁性体と、磁路を分離する複数の非磁性体とが積層されることが好ましい。また、磁路部材は、磁路を形成する方向に複数のスリットが設けられた磁性体であることが好ましい。また、磁路部材の各スリットが非磁性体で充填されることが好ましい。
【００１６】
また、本発明に係るボンディング装置において、左右固定子側磁気発生素子又は可動子側磁気発生素子が交流駆動されることが好ましい。また、本発明に係るボンディング装置において、可動子側磁気発生素子は永久磁石であり、左右固定子側磁気発生素子は電磁石であることが好ましい。また、電磁石はコアを有していることが好ましい。
【００１７】
また、本発明に係るボンディング装置において、可動子側磁気発生素子は、回転体周りに円周状に複数配置される永久磁石列であり、左右固定子側磁気発生素子は、直進軸方向に配置される２列の電磁石であることが好ましい。
【００１８】
また、本発明に係るボンディング装置において、可動子側磁気発生素子は、一方軸方向に配置される２列の永久磁石列であり、左右固定子側磁気発生素子は、他方軸方向に配置される２列の電磁石であることが好ましい。
【００１９】
また、回転体及び支持キャリアの少なくとも一方は、流体圧支持機構により支持されることが好ましい。また、平面移動体及び支持キャリアの少なくとも一方は、流体圧支持機構により支持されることが好ましい。
【００２０】
また、本発明に係るボンディング装置は、ボンディング対象に対しボンディングを行うボンディングヘッドを含み、所定の直進軸に沿って直進及び回転可能な回転体と、回転体に、円周状に設けられる複数の永久磁石と、回転体を回転自在に支持し、回転体と共に直進軸に沿って移動可能な支持キャリアと、支持キャリアの両外側に直進軸方向に沿って配置される１組の左右コイルと、を備え、左右コイルのそれぞれに電流を流すことによる磁場と永久磁石の磁場との協働作用により、回転体に対し直進と回転とを組み合わせた移動を行わせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
上記構成の少なくとも１つにより、回転体に可動子側磁気発生素子を設け、回転体を回転自在に支持キャリアで支持し、その外側に固定子側磁気発生素子を配置する。そして支持キャリアには複数の磁路を有する磁路部材を設け、この磁路を介して可動子側磁気発生素子による円周状磁場と、固定子側磁気発生素子による直線状磁場とが協働作用する。つまり磁路部材は、直線状磁場と円周状磁場との間で磁場方向を変換する機能を有し、直線状に移動する磁場を円周状に回転する磁場に変換し、あるいは円周状に回転する磁場を直線状に移動する磁場に変換する。
【００２２】
例えば、回転体に円周状に可動子側磁気発生素子を設け、回転体を回転自在に支持キャリアで支持し、その両外側に左右固定子側磁気発生素子を配置して、左右固定子側磁気発生素子側を駆動する場合で説明する。この場合において、両直線状磁場を同じ方向に同じ移動量で移動するように駆動すれば、磁路部材によって回転体の円周に沿って互いに反対方向に回転する磁場に変換されるので、回転体の可動子側磁気発生素子の円周状磁場との協働作用によって、回転成分のトルクが打ち消され、直進成分の推力が生じ、回転体は直進移動する。
【００２３】
また、両直線状磁場を反対方向に同じ移動量で移動するように駆動すれば、磁路部材によって回転体の円周に沿って互いに同じ方向に回転する磁場に変換されるので、円周状磁場との協働作用によって直進成分の推力が打ち消され、回転成分のトルクが生じ、回転体は回転移動する。
【００２４】
両直線状磁場の移動量が異なれば、回転体は直進軸に沿って直進と回転とを組み合わせた移動を行う。可動子側磁気発生素子側を駆動するときも、その円周状磁場を左右に分けて各々の回転方向と回転移動量の大きさとを組み合わせて駆動することで、同様に回転体に対し直進軸に沿って直進及び回転の移動を行わせることができる。
【００２５】
このようにして、固定子側又は可動子側の磁気発生素子の駆動を制御することで回転体を任意の位置に移動させることができる。かかる移動機構は、回転体、支持キャリア、左右固定子側磁気発生素子等が積層構造となっていないので、駆動の負荷を軽くできる。また、例えば、左右固定子側磁気発生素子によるそれぞれの磁場は、全体があいまって可動子側磁気発生素子による磁場と協働して回転体あるいは支持キャリアに対し推力又はトルクを与えており、一方の固定子側磁気発生素子が働いているときに他方の固定子側磁気発生素子が遊んでいる、又は一方の固定子側磁気発生素子の負荷になる、ということがない。このように、磁場の協働作用についてより効率的な駆動とすることができる。したがって、回転体あるいはそれに搭載されるボンディングヘッドをより高速に任意の位置に移動させることができる。
【００２６】
また、上記構成の少なくとも１つにより、平面移動体に一方軸方向に平行に可動子側磁気発生素子を設け、平面移動体を一方軸方向に案内自在に支持キャリアで支持し、その外側に他方軸方向に平行に固定子側磁気発生素子を配置する。そして支持キャリアには複数の磁路を有する磁路部材を設け、この磁路を介して可動子側磁気発生素子による一方軸方向に平行の両直線状磁場と、固定子側磁気発生素子による他方軸方向に平行の直線状磁場とが協働作用する。
【００２７】
つまり磁路部材は、一方軸方向の直線状磁場と他方軸方向の直線状磁場との間で磁場方向を変換する機能を有し、一方軸方向に直線状に移動する磁場を他方軸方向に直線状に移動する磁場に変換し、あるいは他方軸方向に直線状に移動する磁場を一方軸方向に直線状に移動する磁場に変換する。例えば一方軸と他方軸とが互いに直交する場合には、磁路部材は、磁場の方向を９０度変換する機能を有する。
【００２８】
例えば、平面移動体に一方軸方向に平行に上下可動子側磁気発生素子を設け、平面移動体を一方軸方向に案内自在に支持キャリアで支持し、その外側に他方軸方向に平行に固定子側磁気発生素子を配置する場合について説明する。この場合、固定子側磁気発生素子側を駆動する場合において、その他方軸方向の直線状磁場を、平面移動体の一方軸を挟んで上下の直線状磁場に分け、各直線状磁場を同じ方向に同じ移動量で移動するように駆動すれば、磁路部材によって平面移動体を挟んで上下の一方軸方向に沿って互いに反対方向に移動する磁場に変換されるので、平面移動体の上下可動子側磁気発生素子における一方軸方向の両直線状磁場との協働作用によって、一方軸方向成分の推力が打ち消され、他方軸方向成分の推力が生じ、平面移動体は他方軸方向に直進移動する。
【００２９】
また、他方軸方向の上下の両直線状磁場を反対方向に同じ移動量で移動するように駆動すれば、磁路部材によって平面移動体を挟んで上下の一方軸方向に沿って互いに同じ方向に移動する磁場に変換されるので、平面移動体の上下可動子側磁気発生素子における一方軸方向の両直線磁場との協働作用によって他方軸方向の推力が打ち消され、一方軸方向の推力が生じ、平面移動体は一方軸方向に直進移動する。
【００３０】
他方軸方向の上下両直線状磁場の移動量が異なれば、平面移動体は、他方軸方向の直進と、一方軸方向の直進とを組み合わせた所定面内の移動を行う。平面移動体の上下可動子側磁気発生素子側を駆動するときも、各々の移動方向と移動量の大きさとを組み合わせて駆動することで、同様に平面移動体に対し所定面内の移動を行わせることができる。
【００３１】
また、固定子側磁気発生素子を支持キャリアの両外側に設けられ、他方軸方向に平行に配置される１組の左右固定子側磁気発生素子とすることもできる。この場合には、左右固定子側磁気発生素子のそれぞれについて、その他方軸方向の直線状磁場を平面移動体の一方軸を挟んで上下の直線状磁場に分ける。そして、４個の上下直線状磁場の移動をそれぞれ駆動する。例えば、右固定子側磁気発生素子の上側直線状磁場の移動駆動と、左固定子側磁気発生素子の下側直線状磁場の移動駆動とを一組とし、右固定子側磁気発生素子の下側直線状磁場の移動駆動と、左固定子側磁気発生素子の上側直線状磁場の移動駆動とを他の一組として、駆動する。こうすることで、平面移動体の移動範囲を拡大することができる。
【００３２】
このようにして、固定子側又は可動子側の磁気発生素子の駆動を制御することで平面移動体を任意の位置に移動させることができる。かかる移動機構は、平面移動体、支持キャリア、固定子側磁気発生素子等が積層構造となっていないので、駆動の負荷を軽くできる。また、例えば、固定子側磁気発生素子による上下磁場のそれぞれ、あるいは左右固定子側磁気発生素子による各磁場のそれぞれは、全体があいまって可動子側磁気発生素子による磁場と協働して平面移動体あるいは支持キャリアに対し一方軸方向又は他方軸方向の推力を与えており、一方の固定子側磁気発生素子が働いているときに他方の固定子側磁気発生素子が遊んでいる、又は一方の固定子側磁気発生素子の負荷になる、ということがない。このように、磁場の協働作用についてより効率的な駆動とすることができる。したがって、平面移動体あるいはそれに搭載されるボンディングヘッドをより高速に任意の位置に移動させることができる。
【００３３】
また、上記構成の少なくとも１つにより、磁路部材は、複数の磁性体と非磁性体とを互いに積層して構成される。したがって積層加工により複数の磁路を有する磁路部材を得ることができる。また、上記構成の少なくとも１つにより、磁性体のスリット加工により複数の磁路を分離する。したがってスリット加工により任意の磁路形状を容易に得ることができる。また、上記構成の少なくとも１つにより、各スリットに非磁性体が充填される。したがって、各磁路間の分離が十分に行われ、固定子側磁気発生素子による磁場と上下可動子側磁気発生素子による磁場との間の協働作用が効率よく行うことができ、駆動の効率を向上させることができる。
【００３４】
また、上記構成の少なくとも１つにより、左右固定子側磁気発生素子又は可動子側磁気発生素子が交流駆動される。具体的には、一方の磁気発生素子が永久磁石で、他方の磁気発生素子がコイルに通電することで得られる電磁石を用いることができ、コイルを交流駆動することでその電磁石の磁場と永久磁石の磁場とを協働作用させることができる。コイルを固定子側に設けてもよく、可動子側に設けてもよい。また、上記構成の少なくとも１つにより、電磁石をコア付きとする。このことにより、電磁石により発生した磁場を効率よく磁路部材の近傍まで導いて他の磁場と協働作用させることができ、駆動の効率を向上させることができる。
【００３５】
また、上記構成の少なくとも１つにより、固定子側磁気発生素子をコイルとする。したがって、コイルに駆動電流を与え、その発生する磁場の移動方向と移動量の制御等を行う駆動制御部を、固定側に設けることができ、可動側に設けることに比べ、全体の構成が簡単になる。
【００３６】
また、上記構成の少なくとも１つにより、回転体は流体圧支持機構により支持される。これにより、回転体の任意の位置への移動の負荷を軽減でき、より高速な移動を行うことができる。
【００３７】
また、上記構成の少なくとも１つにより、回転体に円周状に複数の永久磁石を設け、回転体を回転自在に支持キャリアで支持し、その両外側に１組の左右コイルを配置する。この構成により、１組の左右コイルによる磁場を直接回転体の永久磁石の磁場と協働作用させることができ、磁路部材を省略して、より簡単な構成とできる。
【００３８】
上記のように、本発明に係るアクチュエータ及びボンディング装置によれば、移動機構をＸＹテーブル方式やスライド＋回転方式のような積層構成でないので、ボンディングヘッド等の対象物をより高速に任意の位置に移動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下において、ボンディング装置はワイヤボンダーとして説明するが、ダイボンダー、フェイスダウンボンダー等のボンディング装置であってもよい。
【実施例１】
【００４０】
図１は、ワイヤボンダー８の部分図で、特にボンディングヘッド部１０を任意の位置に移動させる移動機構の部分を示す図である。図２は、その分解斜視図である。ワイヤボンダー８の移動機構の部分は、ボンディングヘッド部１０と、ボンディングヘッド部１０を回転自在に支持する支持キャリア３０と、支持キャリア３０の移動を案内するステージ１２及びサイド案内部１４とを含み、ステージ１２とサイド案内部１４にそれぞれ左右コイル部４０，４２が設けられ、ボンディングヘッド部１０には円周状の永久磁石２２が設けられる。左右コイル部４０，４２と永久磁石２２との間に磁路部材３２が支持キャリア３０の上に積み重ねて設けられる。
【００４１】
ステージ１２の立ち上がり壁面とそれに向かい合うサイド案内部１４の側面とは互いに平行に配置され、特にステージ１２の立ち上がり壁面は、図１に示すＹ軸方向に平行に配置される。このステージ１２の立ち上がり壁面とサイド案内部１４とで挟まれる平行溝の中にボンディングヘッド部１０及び支持キャリア３０が移動可能に配置される。サイド案内部１４は、図示されていない付勢手段によって適当な圧力で図１の＋Ｘ軸方向に押し付けられ、これによりボンディングヘッド部１０、支持キャリア３０、磁路部材３２をステージ１２の立ち上がり壁面に倣わせて移動するものとすることができる。付勢手段としては適当なバネ等を用いることができる。
【００４２】
左右コイル部４０，４２は、それぞれの内部に永久磁石２２と協働してボンディングヘッド部１０を駆動する駆動コイルを備える長手部材である。右コイル部４０は、ステージ１２の立ち上がり壁面の上面にＹ軸方向に沿って取り付けられる。また、左コイル部４２は、サイド案内部１４の上面にその長手方向を合わせて取り付けられる。各コイルには図示されていない駆動制御部により駆動電流が供給される。各コイルにはコアを設け、駆動により発生する磁場を効率よく駆動力発生の場所まで導くことが好ましい。したがって、移動するボンディングヘッド部１０に設けられる永久磁石２２を可動子側磁気発生素子とすれば、左右コイル部４０，４２は、いわば固定子側磁気発生素子に対応する。
【００４３】
ボンディングヘッド部１０は、円筒状の部材でその円周に沿って永久磁石が設けられる回転体１６と、その上に搭載されるボンディング作業のためのボンディングツール１８や位置決めカメラ２０等から構成される。ボンディングツール１８等を搭載したボンディングヘッド部１０全体の重心は、回転体１６の円筒状の回転中心軸にできるだけ一致させることが好ましい。ボンディングツール１８等と永久磁石２２との間は、適当な磁気シールドを設けることが好ましい。
【００４４】
回転体１６は円筒状の部材で、ボンディングツール１８等を搭載し、支持キャリア３０及び磁路部材３２と共に、ステージ１２とサイド案内部１４との間の平行溝の間を図１、図２に示すＹ軸方向に沿って直進でき、かつ回転体１６の回転中心軸方向のＺ軸周りに回転できる機能を有する部材である。かかる回転体１６は、磁路を形成しない部分に関しては非磁性体であることが好ましい。それは、例えば非磁性体金属を機械加工することで得ることができる。また、剛性等に問題がないのであれば、射出成形あるいは機械加工によって円筒形に形作られたプラスチック等でもよい。
【００４５】
回転体１６の円周に沿って設けられる永久磁石２２は、任意の角度間隔でＮ極とＳ極が交互に配置されたものである。かかる永久磁石２２は、回転体１６に、Ｎ極磁石片とＳ極磁石片を交互に円周に沿って埋め込むことで得ることができる。また、インサートモールド法、アウトサートモールド法等の異色成形技術を用いて、プラスチック円筒部と永久磁石材とを一体成形により得るものとしてもよい。未着磁の永久磁石材を用い、成形後にＮ極とＳ極の着磁を行うものとすることもできる。
【００４６】
また、回転体１６を磁石材料とし、円周着磁法によって、円周上にＮ極とＳ極が任意の角度間隔で交互に配置されるように着磁して、回転体１６と一体構造の永久磁石２２を得るものとしてもよい。
【００４７】
支持キャリア３０は、回転体１６の外周を支持する内径部と、ステージ１２とサイド案内部１４とで構成されるＹ軸方向の平行溝の幅に適合する幅を有し、回転体１６をその回転中心軸まわりに回転自在に支持しつつ、回転体１６とともにＹ軸方向に沿って直進可能な機能を有する部材である。かかる支持キャリア３０は、図２に示すように、略半円形の内径側ガイドを有する２つのＵ字型部材で構成できる。勿論、矩形型部材に回転体１６の外径に相当する回転支持穴を有する一体構造部材で構成してもよい。かかる支持キャリア３０は、適当な金属材料を加工して得ることができる。また、回転体同様、場合によってはプラスチック材料を用いることも可能である。
【００４８】
磁路部材３２は、永久磁石２２とコイル部４０，４２との間に設けられる複数の磁路を有する部材で、永久磁石２２により形成される円周状磁場と、コイル部４０，４２により形成される２つの直線状磁場との間で磁場方向を変換する機能を有する部材である。磁路部材３２に設けられる複数の磁路３４の様子を図３に示す。図３においては、コイル部４０，４２により形成される磁場、永久磁石２２により形成される磁場について模式的にその位置を示してある。すなわち、右コイル部４０によるＮ極、Ｓ極等の磁極の位置４４Ｒと、左コイル部４２によるＮ極、Ｓ極等の磁極の位置４４Ｌは、Ｙ軸に沿って平行に形成される。永久磁石２２による磁極については、右側のＮ極、Ｓ極等の磁極の位置２２Ｒと、左側のＮ極、Ｓ極等の磁極の位置２２Ｌとが円周状に形成される。１組の磁路部材３２を右磁路部材３２Ｒ、左磁路部材３２Ｌとして、それぞれに設けられる磁路３４は、直線状配置の磁極の位置４４Ｒ，４４Ｌを、円周状に配置される磁極の位置２２Ｒ，２２Ｌに対応するように、磁極の位置を変換する。
【００４９】
かかる磁路部材３２は、磁性材料板を支持キャリア３０に貼り付けた後に、機械加工によってスリットを形成することで得ることができる。また、小型のアクチュエータ等に対しては、スリットの形成に機械加工ではなく、パターンエッチング等の方法を用いることも可能であろう。磁性材料板としては、例えば電磁鋼板等を用いることができる。あるいは、所望の複数の磁路部分を含むようにして接続された形状に電磁鋼板をプレス加工等で打ち抜き、それを支持キャリア３０と同形の非磁性体のベース部材に貼付け、端部を切り取って所望の分離された複数の磁路３４を得るものとしてもよい。分離された磁路３４の間は、樹脂等の非磁性体で充填されることが好ましい。
【００５０】
また、磁路部材３２を、複数の電磁鋼板と非磁性板の積層体で得ることもできる。例えば、磁路部材３２のＺ軸方向の高さに相当する高さを有する電磁鋼板と非磁性のスペーサとを交互に積み重ね、これを曲げ成形して電磁鋼板による磁路部分の方向を曲げ、外形を磁路部材３２の外形となるように加工する。外形加工は、プラスチック材料でモールドした後に、直線部分や半円形の端面加工を行うものとしてもよい。
【００５１】
かかる磁路部材３２は、コイル部４０，４２を駆動することでＹ軸方向に直線状に移動する磁場を、回転体１６の円周に沿って移動するように磁場の向きを変換し、永久磁石２２により形成される複数のＳＮ磁極による磁場と協働作用するようにし、あるいは永久磁石２２の回転により円周状に回転する磁場を、コイル部４０，４２のＹ軸方向にそって移動するように磁場の向きを変換し、コイル部４０，４２により形成される直線状配置磁場と協働作用するようにする機能を有する。そしてコイル部により形成される磁場と、永久磁石２２により形成される磁場とは、コイル部４０，４２と磁路部材３２との向かい合う面においてＹ軸方向の推力に関する協働作用を行うことができ、また、永久磁石２２と磁路部材３２との向かい合う面において円周方向の回転トルクに関する協働作用を行うことができる。
【００５２】
回転体１６及び支持キャリア３０の底面は平坦に加工され、ステージ１２の平坦面との間にエアベアリング等の流体圧支持機構が設けられる。また、支持キャリア３０及び磁路部材３２の側面は平坦に加工され、ステージ１２の平坦面との間にエアベアリング等の流体圧支持機構が設けられる。流体圧支持機構としては、例えば、ステージ１２の上面と回転体１６の底面との間でエアー吹き出しと真空吸引が行うものとすることができる。これにより、ボンディングヘッド部１０はステージ１２の平面上を流体圧により支持されながら、次に説明するように図１に示すＹ軸に沿って直進及び回転し、ボンディングツール１８や位置決めカメラ２０の先端をＸＹ平面内の任意の位置に移動することができる。
【００５３】
図３には、コイル部４０，４２を駆動して形成される直線状に移動する磁場と、永久磁石２２により形成される円周状の磁場との協働作用により、回転体１６が推力あるいは回転トルクを受けて移動する様子も示してある。１組のコイル部４２，４０により形成される磁極のＹ軸に沿った直進移動ｙ1，ｙ2の方向、その大きさにより、回転体１６は、Ｙ軸に沿った直進Ｙと、Ｚ軸周りの回転θを組み合わせた移動を行う。図３には、コイル部４２，４０の磁極位置の直進移動ｙ1，ｙ2について５つの例を示してある。
【００５４】
第１の例は、ｙ1＝ｙ2＝＋ａのとき、すなわちコイル部４０とコイル部４２とが同じ方向に同じ移動量だけそれぞれの磁極位置４４Ｒ，４４Ｌを直進移動させる場合である。このとき、磁極位置４４Ｒ，４４Ｌは、複数の磁路３４によって回転体１６の円周上にその位置が変換されて、コイル部４０による＋Ｙ方向の磁場の移動は、回転体１６の円周の沿って反時計方向に回転移動し、コイル部４２による＋Ｙ軸方向の磁場の移動は、回転体１６の円周に沿って時計方向に回転移動する。したがって、磁路部材３２と回転体１６との間における協働作用では回転トルクが打ち消され、回転が行われない。これに対し、コイル部４０，４２と磁路部材３２との間における協働作用では同じ＋Ｙ方向の推力が生じ、Ｙ軸に沿って＋ａだけ直進移動が行われる。
【００５５】
第２の例は、ｙ1＝ｙ2＝−ａのとき、すなわち第１の例とは反対方向にコイル部４０とコイル部４２とが同じ移動量だけそれぞれの磁極位置４４Ｒ，４４Ｌを直進移動させる場合である。このときも第１の例で説明したと同様に、回転体１６においては回転が行われず、Ｙ軸に沿って−ａだけ直進移動が行われる。
【００５６】
このように、コイル部４０とコイル部４２のそれぞれの磁極位置４４Ｒ，４４Ｌとを同じ方向に同じ移動量だけ直進移動、すなわちそれぞれの磁場を同方向同量移動させることで、回転体１６を回転させずに、コイル部４０，４２による磁場の直進移動と同じ方向に同じ移動量だけＹ軸方向に前進後退させることができる。
【００５７】
第３の例は、ｙ1＝＋ｂ、ｙ2＝−ｂのとき、すなわちコイル部４０とコイル部４２とがそれぞれの磁極位置４４Ｒ，４４Ｌを、互いに反対方向に絶対値としては同じ移動量だけ直進移動させる場合である。このとき、コイル部４０，４２と磁路部材３２との間における協働作用では推力が打ち消され直進が行われない。一方、磁極位置４４Ｒ，４４Ｌは、複数の磁路３４によって回転体１６の円周上にその位置が変換されて、コイル部４０による−Ｙ軸方向の磁場の移動は、回転体１６の円周に沿って時計方向に回転移動し、コイル部４２による磁場も、回転体１６の円周に沿って時計方向に回転移動する。したがって、磁路部材３２と回転体１６との間における協働作用では同じ方向の回転トルクが生じ、回転体１６が回転する。その回転角は、磁路部材においてコイル部４０，４２側の幅と、回転体１６側の弧長を等しくしているならば、＋ｂ／ｒである。単位はラジアンであり、ｒは回転体１６の半径である。
【００５８】
第４の例は、ｙ1＝−ｂ、ｙ2＝＋ｂのとき、すなわち第３の例に対しコイル部４０とコイル部４２のそれぞれの磁極位置４４Ｒ，４４Ｌの移動方向を取り替えた場合である。このときも回転体１６においては直進が行われず、Ｚ軸周りに（−ｂ／ｒ）ラジアンだけ回転が行われる。
【００５９】
このように、コイル部４０とコイル部４２のそれぞれの磁極位置４４Ｒ，４４Ｌを反対方向に同じ移動量だけ直進移動、すなわちそれぞれの磁場を互いに反対方向に同量直進移動させることで、回転体１６を直進させずに、コイル部４０，４２による磁場の移動量に応じた角度だけ正転逆転させることができる。
【００６０】
第５の例は、ｙ1＝＋ａ、ｙ2＝＋ｂのとき、すなわちコイル部４０とコイル部４２とがそれぞれの磁極位置を同じ方向に異なる移動量でそれぞれ直進移動させる場合である。この場合の回転体１６の運動は、双方の移動量を平均したものに応じた直進と、双方の移動量の差を２で除したものに応じた回転とを行う。コイル部４０とコイル部４２とがそれぞれの磁極位置４４Ｒ，４４Ｌを反対方向に絶対値で異なる移動量でそれぞれ直進移動する場合も、回転体１６は直進と回転とを組み合わせた移動を行う。
【００６１】
このように、１組のコイル部４０，４２についてそれぞれの磁場を直進方向に移動するように駆動し、磁路部材３２を介して永久磁石２２の円周状の磁場と協働作用させることで、回転体１６に対し、Ｙ軸に沿った直進Ｙと、Ｚ軸周りの回転θを組み合わせた移動を行わせることができる。
【００６２】
かかる構成のワイヤボンダー８におけるボンディングヘッド部１０の移動機構の作用について説明する。ワイヤボンダー８においてワイヤボンディング作業を行うには、所定のボンディングプログラムを起動する。そしてプログラムの手順に従い、例えばチップがダイボンディングされている基板等を供給し、所定の位置に保持する。次に位置決めカメラ２０等の手段を用い、ボンディングを行うチップのボンディングパッドの位置を検出し、その位置にボンディングツール１８の先端を位置決めする。この位置決めのときに、ボンディングヘッド部１０の移動機構が用いられる。具体的には、位置決めカメラ２０により検出されたデータ等に基づき、ボンディングツール１８を当初の位置からどの位置に移動すべきかの移動量（ΔＸ，ΔＹ）を求め、その移動量に対応する回転体１６の直進量Ｙと回転量θを求める。そして、図３で説明した関係に基づき、直進量Ｙと回転量θの移動のために必要な右コイル部４０により形成される磁場の直進移動量ｙ1、左コイル部４２により形成される磁場の直進移動量ｙ2を算出する。これらの算出には適当な換算プログラムを用いることができる。
【００６３】
図３で説明したように、１組のコイル部４０，４２についてそれぞれの磁場を直進方向に移動するように駆動し、磁路部材３２を介して永久磁石２２の円周状の磁場と協働作用させると、回転体１６はＹ軸に沿った直進Ｙと、Ｚ軸周りの回転θを組み合わせた移動を行う。その結果、回転体１６に搭載されたボンディングツール１８の先端は、直線と円弧を組み合わせた軌跡でＸＹ平面内を移動する。この軌跡は、回転体１６の半径ｒと、回転体１６の回転中心に対するボンディングツール１８の先端との位置関係等に基づき、左右コイル部４２，４０におけるそれぞれの磁場の直進移動量ｙ1，ｙ2とに関係付けることができる。したがって、ボンディングツール１８の移動量（ΔＸ，ΔＹ）と、左右コイル部４２，４０におけるそれぞれの磁場の直進移動量（ｙ1，ｙ2）とを関係付け、これを適当なプログラムとすれば、（ΔＸ，ΔＹ）を与えて必要な（ｙ1，ｙ2）を得ることができる。得られた左右コイル部４２，４０におけるそれぞれの磁場の直進移動量（ｙ1，ｙ2）に基づき、左右コイル部４０，４２の駆動電流等の駆動条件を定める。
【００６４】
こうして得られる駆動条件に従って左右コイル部４０，４２を駆動すれば、それにより左コイル部４２による磁場はｙ1移動し、右コイル部４０による磁場はｙ2移動する。そして磁路部材３２により磁路の方向が回転体１６の円周方向に変換され、永久磁石２２の円周方向に配置された磁場と協働作用し、回転体１６は所定の直進Ｙと回転θを行う。このとき、ボンディングヘッド部１０全体の重心を回転体１６の回転中心とほぼ一致する構成とすれば、協働作用により生ずる駆動力をボンディングヘッド部１０全体の重心に効率よく伝達することができる。こうして左右コイル部４０，４２による各磁極の磁場全体と永久磁石２２による各磁極の磁場全体との協働作用により、効率よく高速に、ボンディングツール１８の先端は（ΔＸ，ΔＹ）だけ移動し、所望の位置に移動する。
【００６５】
上記において、回転体１６に円周状に永久磁石２２を設け、その外側に左右コイル部４０，４２を設けるものとしたが、回転体１６にコイルを設け、その外側に２列の永久磁石を設けるものとしてもよい。この場合には、図３における永久磁石の右側の磁極位置２２Ｒと左側の磁極位置２２Ｌに対応して左右コイルを設けるものとし、右コイル部の磁極位置４４Ｒと左コイル部の磁極位置４４Ｌに対応して左右永久磁石を設けるものとすればよい。
【００６６】
図１−図３の実施の形態では、磁路部材３２を介して左右コイル部４０，４２による磁場と永久磁石２２による磁場との協働作用を行うものとしたが、左右コイル部と永久磁石部とをより近接させ、左右コイル部の磁場と永久磁石の磁場とを直接協働作用するものとすることができる。図４は、そのような構成のワイヤボンダー１０８のボンディングヘッド部１１０についての移動機構の部分を示す図であり、図５はその分解斜視図である。図１と同様の要素には同一の符号を付し詳細な説明を省略する。この実施の形態ではボンディングヘッド部１１０と支持キャリア１３０のみが図１の構成と異なっており、磁路部材は設けられていない。
【００６７】
ボンディングヘッド部１１０の回転体１１６は、直径の大きな円板部１２４と、直径の小さな軸部１２６とからなり、永久磁石１２２は、円板部１２４の軸部１２６から張出した円周部に設けられる。支持キャリア１３０は、回転体１１６の軸部１２６を回転自在に支持する。そして、円板部１２４の張出して永久磁石が設けられる円周部の直径は、左右コイル部４０，４２の上面を覆う程度に設定される。
【００６８】
したがって、図１のような磁路部材を用いなくても、左右コイル部４０，４２による磁場と、永久磁石１２２による磁場とは、直接協働作用を行うことができ、上述の説明と同様に、１組のコイル部４０，４２についてそれぞれの磁場を直進方向に移動するように駆動し、永久磁石１２２の円周状の磁場と直接協働作用させることで、回転体１１６に対し、Ｙ軸に沿った直進Ｙと、Ｚ軸周りの回転θを組み合わせた移動を行わせることができる。
【００６９】
上記において、回転体を所定の直進軸に沿って直進及び回転可能に駆動するアクチュエータ部分をボンディング装置に用いるものとして説明したが、このアクチュエータ部分をボンディング装置以外の移動装置や位置決め装置に用いるものとしてもよい。また、磁路部材における磁路は、図３に説明したように、回転体に対し対称に両側に配置し、したがって１組の固定子側磁気発生素子は磁路部材の両外側に配置される左右コイル部としたが、１組の固定子側磁気発生素子を、共に磁路部材の同じ片側に配置されるものとしてもよい。例えば、磁路部材における磁路を立体的に折り返す構成にすることにより、回転体に設けられる１組の可動子側磁気発生素子の磁場と、磁路部材の同じ片側に配置される１組の固定子側磁気発生素子の磁場とを、協働させることができる。
【実施例２】
【００７０】
図１−図３において磁路部材は、直線状の磁極配置を円周状の磁極配置に変換し、左右コイルによる磁場の直進移動を円周状移動に変換するのに用いられる。磁路部材の磁路のパターンを工夫することで、直線状の磁極配置を他の軸方向に沿った直線状の磁極配置に変換することができる。図６は、Ｙ軸方向の磁極配置を、Ｘ軸方向の磁極配置に変換する磁路２３４を有する磁路部材２３２を用いた移動機構の様子を示す図である。
【００７１】
かかる移動機構において、磁路部材２３２と同形の支持キャリアにＸ軸方向の案内溝２３３を設け、その中に案内溝２３３に案内される平面移動体２１６を配置する。平面移動体２１６には、Ｘ軸方向に沿った両側に永久磁石２２２を平行に２列設ける。これに上記の磁路部材２３２を用いることで、以下に示すように、左右コイル部４０，４２による磁場のＹ軸方向の運動を、Ｘ軸方向の磁場の運動に変換でき、平面移動体２１６の永久磁石２２２の磁場との協働作用により、平面移動体２１６に対しＸ軸方向の移動とＹ軸方向の移動とを組み合わせたＸＹ平面内の移動を行わせることができる。また、平面移動体２１６にボンディングツール等を搭載し、ボンディング装置に用いることができる。
【００７２】
図６に示す例では、左右コイル部４０，４２の磁極位置の制御について、平面移動体２１６の位置を基準に上下にそれぞれ分けて行う。図６に示すように、右コイル部４０の磁極位置を右上と右下に分け、左コイル部の磁極位置を左上と左下に分け、それぞれ磁極位置２４４ＲＵ，２４４ＲＤ，２４４ＬＵ，２４４ＬＤとする。また、平面移動体２１６の永久磁石の磁極位置を、＋Ｙ方向の上辺に沿って配置されるものと、−Ｙ方向の下辺に沿って配置されるものとに分け、それぞれ磁極位置２２２Ｕ，２２２Ｄとする。そして、磁極位置２４４ＲＵの移動をｙRU、磁極位置２４４ＲＤの移動をｙRD、磁極位置２４４ＬＵの移動をｙLU、磁極位置２４４ＬＤの移動をｙLDとする。
【００７３】
図６には、コイル部４０，４２によるＹ軸方向の直線状磁場と、永久磁石２２２によるＸ軸方向の直線状の磁場との協働作用により、平面移動体２１６がＹ方向の推力あるいはＸ方向の推力を受けて移動する様子を説明する図である。１組のコイル部４０，４２により形成される磁極のＹ軸に沿った直進移動ｙRU，ｙRD，ｙLU，ｙLDの方向、その大きさにより、平面移動体２１６は、Ｙ軸に沿った直進Ｙと、Ｘ軸に沿った直進Ｘとを組み合わせた移動を行う。図６には、それぞれの磁極位置の直進移動ｙRU，ｙRD，ｙLU，ｙLDについて５つの例を示してある。
【００７４】
第１の例は、ｙRU＝ｙRD＝ｙLU＝ｙLD＝＋ａのとき、すなわち左右コイル部４０，４２をそれぞれ上半分、下半分に分けた４種の磁極位置２４４ＲＵ，２４４ＲＤ，２４４ＬＵ，２４４ＬＤを、すべて＋Ｙ方向に同じ移動量だけ直進移動させる場合である。例えば右コイル部４０について説明すると、磁極位置２４４ＲＵは、複数の磁路２３４ＲＵによって平面移動体２１６の上辺に沿うようにその位置が変換され、右コイル部４０の上半分による＋Ｙ方向の磁場の移動が、平面移動体２１６の−Ｘ方向に沿った磁場の移動に変換される。一方磁極位置２４４ＲＤは、複数の磁路２３４ＲＤによって平面移動体２１６の下辺に沿ってその位置が変換され、右コイル部４０の下半分による＋Ｙ軸方向の磁場の移動が、平面移動体２１６の＋Ｘ方向に沿った磁場の移動に変換される。
【００７５】
つまり、磁極位置２４４ＲＵの移動と磁極位置２４４ＲＤの移動は、平面移動体２１６に対し、Ｘ方向に互いに反対方向の磁場の動きに変換される。同様に、左コイル部４２についても、磁極位置２４４ＬＵの移動と磁極位置２４４ＬＤの移動は、平面移動体２１６に対し、Ｘ方向に互いに反対方向の磁場の動きに変換される。したがって、磁路部材２３２と平面移動体２１６との間における協働作用では、Ｘ方向の推力が打ち消され、Ｘ軸に沿った移動は行われない。これに対し、左右コイル部４０，４２と磁路部材３２との間における協働作用では、それぞれ同じ＋Ｙ方向の推力が生じ、Ｙ軸に沿って＋ａだけ直進移動が行われる。このときは、平面移動体２１６と、磁路部材２３２及びこれと同形の支持キャリアとが共に移動する。
【００７６】
第２の例は、ｙRU＝ｙRD＝ｙLU＝ｙLD＝−ａのとき、すなわち第１の例とは反対方向の−Ｙ方向に、４種の磁極位置２４４ＲＵ，２４４ＲＤ，２４４ＬＵ，２４４ＬＤを、すべて同じ移動量だけそれぞれ直進移動させる場合である。このときも第１の例で説明したと同様に、平面移動体２１６においてはＸ方向の移動が行われず、Ｙ軸に沿って−ａだけ直進移動が行われる。
【００７７】
このように、左右コイル部４０，４２をそれぞれ上半分、下半分に分けた４種の磁極位置２４４ＲＵ，２４４ＲＤ，２４４ＬＵ，２４４ＬＤを、同じ方向に同じ移動量だけ直進移動、すなわちそれぞれの磁場を同方向同量移動させることで、平面移動体２１６をＸ方向に移動させずに、各磁極位置２４４ＲＵ，２４４ＲＤ，２４４ＬＵ，２４４ＬＤによる磁場の直進移動と同じ方向に同じ移動量だけＹ軸方向に前進後退させることができる。
【００７８】
第３の例は、ｙRU＝ｙLD＝−ｂ、ｙRD＝ｙLU＝＋ｂのとき、すなわち右コイル部４０の上半分の磁極位置２４４ＲＵと左コイル部４２の下半分の磁極位置２４４ＬＤとを−Ｙ方向に、右コイル部４０の下半分の磁極位置２４４ＲＤと左コイル部４２の上半分の磁極位置２４４ＬＵとを＋Ｙ方向に、それぞれ同じ移動量だけ直進移動させる場合である。例えば、右コイル部４０について説明すると、磁極位置２４４ＲＵは、複数の磁路２３４ＲＵによって平面移動体２１６の上辺に沿うようにその位置が変換され、右コイル部４０の上半分による−Ｙ方向の磁場の移動が、平面移動体２１６の＋Ｘ方向に沿った磁場の移動に変換される。一方磁極位置２４４ＲＤは、複数の磁路２３４ＲＤによって平面移動体２１６の下辺に沿ってその位置が変換され、左コイル部４２の下半分による＋Ｙ軸方向の磁場の移動が、平面移動体２１６の＋Ｘ方向に沿った磁場の移動に変換される。
【００７９】
つまり、磁極位置２４４ＲＵの移動と磁極位置２４４ＲＤの移動は、平面移動体２１６に対し、Ｘ方向に互いに同じ方向の磁場の動きに変換される。同様に、左コイル部４２においても、磁極位置２４４ＬＵの移動と磁極位置２４４ＬＤの移動は、平面移動体２１６に対し、Ｘ方向に互いに同じ方向の磁場の動きに変換される。したがって、磁路部材２３２と平面移動体２１６との間における協働作用では、Ｘ方向の推力が生じ、平面移動体２１６はＸ軸方向に移動する。その移動量は、磁路部材２３２において、コイル部４２側の幅と、平面移動体２１６側の幅を等しくしているならば、＋ｂである。これに対し、左右コイル部４０，４２と磁路部材３２との間における協働作用では、それぞれＹ方向の推力が打ち消し合い、Ｙ軸に沿った移動は行われない。このときは平面移動体２１６のみ案内溝２３３の中で移動し、磁路部材２３２及びこれと同形の支持キャリアは移動しない。
【００８０】
第４の例は、ｙRU＝ｙLD＝＋ｂ、ｙRD＝ｙLU＝−ｂのとき、すなわち第３の例に対しそれぞれの磁極位置の移動方向を逆にした場合である。このときも第３の例で説明したと同様に、平面移動体２１６においてはＹ方向の移動が行われず、Ｘ軸に沿って−ｂだけ直進移動が行われる。
【００８１】
このように、右コイル部４０の上半分の磁極位置２４４ＲＵと左コイル部４２の下半分の磁極位置２４４ＬＤとを一組とし、右コイル部４０の下半分の磁極位置２４４ＲＤと左コイル部４２の上半分の磁極位置２４４ＬＵとを他の一組として、それぞれの組を互いに反対方向に同じ移動量だけ直進移動、すなわちそれぞれの磁場を反対方向同量移動させることで、平面移動体２１６をＹ方向に移動させず、右コイル部４０の下半分の磁極位置２４４ＲＤあるいは左コイル部４２の上半分の磁極位置２４４ＬＵの移動量に応じた移動量だけＸ軸方向に前進後退させることができる。
【００８２】
第５の例は、ｙRU＝ｙLD＝＋ｂ、ｙRD＝ｙLU＝＋ａのとき、すなわち右コイル部４０の上半分の磁極位置２４４ＲＵと左コイル部４２の下半分の磁極位置２４４ＬＤとを一組とし、右コイル部４０の下半分の磁極位置２４４ＲＤと左コイル部４２の上半分の磁極位置２４４ＬＵとを他の一組として、同じ方向に異なる移動量でそれぞれ直進移動させる場合である。この場合の平面移動体２１６の移動は、双方の移動量を平均したものに応じたＹ軸に沿った直進と、双方の移動量の差を２で除したものに応じたＸ軸に沿った直進とを組み合わせたものとなる。お互いの移動方向を異ならせても、同様にして、Ｙ軸に沿った直進とＸ軸に沿った直進とを組み合わせた移動となる。
【００８３】
図６に示す例では、左右コイル部４０，４２の磁極位置の制御について、平面移動体２１６の位置を基準に上下にそれぞれ分けて行うものとしたが、右コイル部４０の磁極位置２４４ＲＵと２４４ＲＤ、あるいは左コイル部４２の磁極位置２４４ＬＵと２４４ＬＤのみを用いても同様な動作を行わせることができる。例えば、第１の例において、ｙRU＝ｙRD＝＋ａとし、ｙLUとｙLDについては駆動を行わないものとしても、磁路部材２３２と平面移動体２１６との間における協働作用では、Ｘ方向の推力が打ち消され、Ｘ軸に沿った移動は行われず、右コイル部４０と磁路部材３２との間における協働作用では＋Ｙ方向の推力が生じるので、平面移動体２１６はＹ軸に沿って＋ａだけ直進移動する。第２の例以下でも同様である。このように、右コイル部４０又は左コイル部４２の一方の駆動だけを用いて、平面移動体２１６をＸＹ平面の任意の場所に移動するものとすることができる。
【００８４】
右コイル部４０又は左コイル部４２の一方の駆動だけで平面移動体２１６をＸＹ平面の任意の場所に移動する場合に比較すると、図６のように左右コイル部４０，４２を用い、それぞれの磁極位置を平面移動体２１６の位置に対し上下に分けて駆動することで、平面移動体２１６の移動範囲を拡大することができる。
【００８５】
図６に示す実施の形態は、左右コイル部４０，４２による磁場の直進移動の方向と大きさを制御することで、平面移動体２１６をＸ軸に沿った移動とＹ軸に沿った移動の組み合わせに変換できる。したがって、図１−図３に示す実施の形態における直線と円弧とを組み合わせた座標変換を行うことなく、ＸＹ座標系による駆動を行うことができ、駆動制御がより簡単になる。
【００８６】
また、上記において、磁路部材は、磁路の方向を９０度変換するものとしたが、任意の角度に変換するものとしてもよい。
【００８７】
上記における移動機構は、平面移動体をＸＹ平面の任意の場所に移動可能に駆動するアクチュエータ部分としてボンディング装置に用いることができる。また、このアクチュエータ部分をボンディング装置以外の移動装置や位置決め装置に用いるものとしてもよい。また、磁路部材における磁路は、図６に説明したように、Ｙ軸に対し対称に両側に配置し、したがって１組の固定子側磁気発生素子は磁路部材の両外側に配置される左右コイル部としたが、１組の固定子側磁気発生素子を、共に磁路部材の同じ片側に配置されるものとしてもよい。例えば、磁路部材における磁路を立体的に折り返す構成にすることにより、平面移動体に設けられる１組の可動子側磁気発生素子の磁場と、磁路部材の同じ片側に配置される１組の固定子側磁気発生素子の磁場とを、協働させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明に係る実施の形態におけるワイヤボンダーの部分図で、特にボンディングヘッド部を移動させる移動機構の部分を示す図である。
【図２】図１の分解斜視図である。
【図３】本発明に係る実施の形態において、左右コイル部を駆動して形成される直線状に移動する磁場と、永久磁石により形成される円周状の磁場との協働作用により、回転体が推力あるいは回転トルクを受けて移動する様子を示す図である。
【図４】他の実施の形態におけるワイヤボンダー部分図で、特にボンディングヘッド部を移動させる移動機構の部分を示す図である。
【図５】図４の分解斜視図である。
【図６】他の実施の形態において、Ｙ軸方向の磁極配置を、Ｘ軸方向の磁極配置に変換する磁路を有する磁路部材を用いた移動機構の様子を示す図である。
【符号の説明】
【００８９】
８，１０８  ワイヤボンダー、１０，１１０  ボンディングヘッド部、１２  ステージ、１４  サイド案内部、１６，１１６  回転体、１８  ボンディングツール、２０  カメラ、２２Ｒ，２２Ｌ，４４Ｌ，４４Ｒ，２２２Ｕ，２２２Ｄ，２４４ＬＵ，２４４ＬＤ，２４４ＲＵ，２４４ＲＤ  磁極位置、２２，１２２，２２２  永久磁石、３０，１３０  支持キャリア、３２，３２Ｌ，３２Ｒ，２３２  磁路部材、３４，２３４ＬＵ，２３４ＬＤ，２３４ＲＵ，２３４ＲＤ  磁路、４０，４２  （左右）コイル部、１２４  円板部、１２６  軸部、２１６  平面移動体、２３３  案内溝。
【図１】
2005218203.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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