水平轴驱动机构、二轴驱动机构以及裸芯片接合器的制造方法

文档序号:7256093阅读:223来源:国知局
水平轴驱动机构、二轴驱动机构以及裸芯片接合器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种轻量且可减少振动并实现快速化的直线电动机的水平轴驱动部,而且,提供一种能够减少水平轴的振动并且能够实现升降轴的快速化的包括升降轴的二轴驱动机构以及利用了它的裸芯片接合器。本发明包括:第一固定部;具备固定负载部并使负载部在水平方向移动的第一可动部和第一固定部的第一直线电动机;支撑上述第一固定部的支撑体;设置于上述支撑体与上述第一固定部之间且使上述第一固定部移动的第一直线导向件;可旋转地支撑于上述支撑体的旋转体;具备将上述第一固定部的上述水平方向的移动转换为上述旋转体的旋转的转换单元的旋转转换式配重;以及控制上述第一可动部的上述水平方向的位置的控制部。
【专利说明】水平轴驱动机构、二轴驱动机构以及裸芯片接合器
【技术领域】
[0001]本发明涉及水平轴驱动机构、包括升降轴的二轴驱动机构及裸芯片接合器。
【背景技术】
[0002]作为半导体制造装置之一有在引线框等基片上接合半导体芯片(裸芯片)的裸芯片接合器。在裸芯片接合器将裸芯片真空吸附并快速上升、水平移动、下降后安装在基片上。在该场合上升、下降的就是升降(Z)驱动部。
[0003]近来,对裸芯片接合器的高精度、快速化的要求较高,尤其对裸芯片接合器的核心即接合头的快速化的要求较高。
[0004]一般来讲,若使装置快速化则因快速移动物体而引起的振动变大,由于该振动,装置难以实现所期望的精度。
[0005]作为响应该要求的技术,有专利文献I所记载的技术。专利文献I公开了作为裸芯片接合器等半导体制造装置的驱动部使用直线电动机,使永磁铁和绕组侧向相反方向移动,降低振动,并且以缓冲器使永磁铁侧返回原位的技术。
[0006]专利文献1:日本特开2000-3920号公报
[0007]所要解决的课题
[0008]如图10所示,直线电动机由可动元件(绕组)和定子构成,且在定子上沿着电动机的行进方向交替地安装有S极N极的永磁铁。可动元件配合定子上的磁铁变化相位驱动。通过安装于基座上的直线检测元件的编码器读数来进行该相位的控制。
[0009]然而,由于将移动的定子用作配重,因此,因与直线检测元件的位置变化而在可动元件与定子上的磁铁之间产生相移I导致电动机的推动力Fl降低。图11是表示相移δ与推动力F的关系的一例的图。推动力F相对于相移δ直线下降。虽然条件因各种因素而不同,但在图11所示例中,考虑到电动机的控制性,可容许的推力降低为10%至30%,此时的相移即配重部的移动极限距离为数mm以内。如在下面所述,为了使配重部的移动极限距离限制在数_以内,导致作为配重的定子侧的质量变得非常大,使得装置本身也大型化从而不实用。另外,在如专利文献I的缓冲器中,不能将相移限制在上例那样的数_范围内。另外,在专利文献I中也未提及对相移的理解。
[0010]另外,专利文献I虽然公开了在平面上对驱动部使用直线电动机的技术,但对于在升降轴上也使用直线电动机的二轴驱动机构并未公开实现快速化并能够降低振动的技术。但仅仅提示了若采用直线电动机驱动则如图9所示那样导致Z轴驱动的Z轴直线电动机的定子和可动元件均成为水平例如下述的Y方向的Y轴驱动部的负载。若加大Y轴驱动部的转矩则耗电和振动变大,若使Z轴驱动的直线电动机的定子和可动元件的重量小则导致Z轴的转矩变小,因而不能实现所定的快速化。

【发明内容】

[0011]于是,本发明的第一目的是提供一种轻量且可减少振动并能够实现快速化的直线电动机的水平(Y)轴驱动部。
[0012]另外,本发明的第二目的是提供一种能够减少水平轴的振动,并且能够实现升降轴的快速化的包括升降(Z)轴的二轴驱动机构以及利用了它的裸芯片接合器。
[0013]解决课题方案
[0014]为了达到上述目的,本发明至少具有以下特征。
[0015]本发明是一种水平轴驱动机构,该水平轴驱动机构包括:第一直线电动机,该第一直线电动机具备第一固定部、和固定负载部并使上述负载部在水平方向移动的第一可动部;支撑上述第一固定部的支撑体;设置于上述支撑体与上述第一固定部之间且使上述第一固定部移动的第一直线导向件;能够旋转地支撑于上述支撑体的旋转体;旋转转换式配重,该旋转转换式配重具备将上述第一固定部的上述水平方向的移动转换为上述旋转体的旋转的转换单元;检测上述第一可动部相对于上述支撑体的上述水平方向的位置的线性传感器;以及基于上述线性传感器的输出控制上述第一可动部的上述水平方向的位置的控制部。
[0016]另外,本发明是一种二轴驱动机构,该二轴驱动机构包括:上述水平轴驱动机构;处理部;第二直线电动,该第二直线电动具备使上述处理部沿第二直线导向件升降的第二可动部和固定于上述支撑体上的第二固定部;通过上述第一直线导向件直接或间接地连结上述第一可动部和第二可动部的连结部;使上述第一可动部、上述第二可动部、以及上述连结部成为一体向上述水平方向移动的第三直线导向件;以及将与上述第二可动部成为一体向上述水平方向移动的部分作为负载的上述负载部。
[0017]再有,本发明是一种裸芯片接合器,该裸芯片接合器具备上述二轴驱动机构,通过上述处理部对基片进行处理。
[0018]根据本发明,能够提供一种轻量且可减少振动并实现快速化的直线电动机的具有水平(Y)轴驱动部构成的水平(Y)轴驱动部。
[0019]而且,根据本发明,能够提供一种能够减少水平轴的振动,并且能够实现升降轴的快速化的包括升降(Z)轴的二轴驱动机构以及利用了它的裸芯片接合器。
【专利附图】

【附图说明】
[0020]图1是从上方观察了本发明的一实施方式的裸芯片接合器的概念图。
[0021]图2是图1所示的D-D剖视图,是说明Y轴驱动机构的第一实施例的构成和适用于Y轴驱动机构的旋转转换式配重的第一实施例的原理的图。
[0022]图3是表示具备旋转转换式配重的第二实施例的Y轴驱动机构的第二实施例的图。
[0023]图4是接合头所在的图1所示位置中的ZY轴驱动部的A-A剖视图。
[0024]图5是从箭头C的方向观察了图4所示ZY轴驱动部的向视图。
[0025]图6是表示图7中的E-E剖视图的图,是从箭头F的方向观察的向视图。
[0026]图7是表示在图6中从箭头G的方向观察的Y轴驱动机构的图。
[0027]图8是表示在ZY轴驱动部的第二实施例中适用了具有图2所示基本构造的旋转转换式配重第四实施例的例子的图。
[0028]图9是表示具有Z轴的直线电动机的二轴驱动机构的现有技术的图。[0029]图10是表示直线电动机驱动的问题的图。
[0030]图11是表示相移δ与推动力F的关系的一例的图。
[0031]图12是表示搭载于主驱动部的接合头等和配重部的各自的动作模式的图。
[0032]符号说明
[0033]I—晶片供给部,2—工件供给输送部,3—裸芯片接合部,7—控制部,10—裸芯片接合器,31—预制部,32—接合头部,35—接合头,40Κ、40ΚΑ、40ΚΑ — Y轴驱动机构,40 — Y轴驱动部,41 一Y轴可动部,42 — Y轴固定部,43 — Y轴直线导向件,44一Y轴导向件部,45 — Y轴可动部固定部,46—直线导向件,47、47d、47u —固定磁铁部,48—Y轴固定部直线导向件,50 — Z驱动部,51 — Z轴可动部,52 — Z轴固定部,53 — Z轴直线导向件,57、57h、57m—固定磁铁部,60、60、60D — ZY轴驱动部,61—连结部,62、62a、62b、62c、62d—支撑体,70 — X驱动部,71—线性传感器,100、100A至100D—旋转转换式配重,101、201—旋转体,102、202—旋转体支撑体,103—轴承,104—螺母,105—滚珠丝杠,106—螺母支撑部,203—连杆。
【具体实施方式】
[0034]下面基于【专利附图】
附图
【附图说明】本发明的实施方式。
[0035]图1是从上方观察了本发明的一实施方式即裸芯片接合器10的概念图。裸芯片接合器大体上具有晶片供给部1、工件供给输送部2、裸芯片接合部3、以及监测这些的状态并进行控制的控制部7。
[0036]晶片供给部I具有晶片盒提升器11和拾取装置12。晶片盒提升器11具有装填有晶圆环的晶片盒(未图示),并依次向拾取装置12供给晶圆环。拾取装置12使晶圆环移动以便能够从晶圆环中拾取所希望的裸芯片。
[0037]工件供给输送部2具有堆料装料器21、框送料器22、以及卸料器23并向箭头方向输送工件(引线框等基片)。堆料装料器21向框送料器22输送粘接裸芯片的工件。框送料器22通过框送料器22上的两处处理位置向卸料器23输送工件。卸料器23保管所输送的工件。
[0038]裸芯片接合部3具有预制部31 (裸芯片糊料涂敷装置)和接合头部32。预制部31在由框送料器22输送到的工件例如引线框上用滚针涂敷裸芯片粘接剂。接合头部32从拾取装置12拾取裸芯片并使裸芯片上升并移动至框送料器22上的接合点。而且,接合头部32使裸芯片从接合点下降并接合在涂敷有裸芯片粘接剂的工件上。
[0039]接合头部32具有使接合头35 (参照图2)在Z (高度)方向升降并在Y方向移动的ZY轴驱动部60和在X方向移动的驱动部70。ZY轴驱动部60具有使接合头在Y方向即拾取装置12内的拾取装置与接合点之间往返的Y轴驱动部40和为了从晶片拾取或者在基片上接合而使裸芯片升降的Z驱动部50。X驱动部70使ZY轴驱动部60整体向输送工件的方向即X方向移动。X驱动部70可以是用伺服电动机驱动滚珠丝杠的构成,还可以是在ZY轴驱动部60的构成中所说明的用直线电动机驱动的构成。
[0040]首先,详细说明如图10所示直线电动机那样将定子侧做成降低振动和相移的构成时的问题。在图10中,将固定于直线导向件LG上的直线电动机定子LK用作配重部。动作原理是,利用主驱动部(可动元件)的驱动力Fl的大小相同的反作用力使配重部向与主驱动部相反的方向运动,并通过吸收成为振动原因的主驱动部的反作用而降低振动。[0041]在这种配重机构中,若假定各个接触面非常光滑则主驱动部(可动元件)LS与配重部的运动的关系是如下。
[0042][公式I]
[0043]F1=M1Xa1=M2Xa2 (I)
[0044]其中,M1为主驱动部质量,B1为主驱动部加速度,a2为配重部加速度,M2为配重部质量。在该配重构成中,在按照工作台规格决定了主驱动部质量M1、主驱动部加速度的情况下,配重部加速度a2仅由配重部质量M2可控制。
[0045]接着,利用图12所示事例研讨课题中所提及的配重部质量M2。图12的上侧图表示搭载于由直线电动机LM驱动的主驱动部上的接合头等的动作模式,图12的下侧图表示为了作为配重来减少振动而作为反作用驱动的配重的动作模式。
[0046]在为该运转模式的情况下,若假定配重部的移动极限距离为Lm,则配重部的移动极限距离与配重部质量M2的关系由公式(I)而得出下式。
[0047][公式2]
【权利要求】
1.一种水平轴驱动机构,其特征在于,包括: 第一直线电动机,该第一直线电动机具备第一固定部、和固定负载部并使上述负载部在水平方向移动的第一可动部; 支撑上述第一固定部的支撑体; 设置于上述支撑体与上述第一固定部之间且使上述第一固定部移动的第一直线导向件; 旋转转换式配重,该旋转转换式配重具备能够旋转地支撑于上述支撑体的旋转体、和将上述第一固定部的上述水平方向的移动转换为上述旋转体的旋转的转换单元; 检测上述第一可动部相对于上述支撑体的上述水平方向的位置的线性传感器;以及 基于上述线性传感器的输出控制上述第一可动部的上述水平方向的位置的控制部。
2.根据权利要求1所述的水平轴驱动机构,其特征在于, 上述转换单元具备固定于上述第一固定部的螺母、与上述螺母配合且一端与上述旋转体连接的滚珠丝杠。
3.根据权利要求2所述的水平轴驱动机构,其特征在于, 上述连接是对于上述旋转体的旋转中心的固定连接。
4.根据权利要求1所述的水平轴驱动机构,其特征在于, 上述转换单元具备一端能够旋转地连接于上述第一固定部、且另一端能够旋转地连接于上述旋转体的周边部的连杆。
5.根据权利要求1所述的水平轴驱动机构,其特征在于, 上述旋转转换式配重设置于上述支撑体的端部。
6.一种二轴驱动机构,其特征在于,包括: 权利要求1至5中任一项所述的水平轴驱动机构; 处理部; 第二直线电动机,该第二直线电动机具备使上述处理部沿第二直线导向件升降的第二可动部和固定于上述支撑体上的第二固定部; 通过上述第一直线导向件直接或间接地连结上述第一可动部和第二可动部的连结部; 使上述第一可动部、上述第二可动部、以及上述连结部成为一体向上述水平方向移动的第三直线导向件;以及 将与上述第二可动部成为一体向上述水平方向移动的部分作为负载的上述负载部。
7.根据权利要求6所述的二轴驱动机构,其特征在于, 垂直于上述第一可动部地设置上述第二可动部,上述第一直线导向件和上述第三直线导向件设置成彼此平行。
8.根据权利要求6所述的二轴驱动机构,其特征在于, 平行于上述第一可动部地设置上述第二可动部,上述第二固定部也设置成平行于上述第一固定部。
9.一种裸芯片接合器,其特征在于, 具备权利要求6所述的二轴驱动机构,利用上述处理部对基片进行处理。
10.根据权利要求9所述的裸芯片接合器,其特征在于,上述处理部是从晶片拾取裸芯片并接合到上述基片上的接合头、或是在上述基片涂敷裸芯片粘接剂 的滚针。
【文档编号】H01L21/58GK103681408SQ201310066505
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年3月1日 优先权日:2012年9月13日
【发明者】石井良英, 望月政幸 申请人:株式会社日立高新技术仪器
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