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特表2022-530631リニアモータおよびリニアモータを含むワイヤーボンディング装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-06-30
(54)【発明の名称】リニアモータおよびリニアモータを含むワイヤーボンディング装置
(51)【国際特許分類】
H02K 41/03 20060101AFI20220623BHJP
【ＦＩ】
H02K41/03 A
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021564087
(86)(22)【出願日】2020-04-16
(85)【翻訳文提出日】2021-12-11
(86)【国際出願番号】 US2020028479
(87)【国際公開番号】W WO2020223030
(87)【国際公開日】2020-11-05
(31)【優先権主張番号】62/840,039
(32)【優先日】2019-04-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】506395943
【氏名又は名称】クリック アンド ソッファ インダストリーズ、インク．
(74)【代理人】
【識別番号】100104411
【弁理士】
【氏名又は名称】矢口 太郎
(72)【発明者】
【氏名】パリッシュ、ジェシー、エス．
(72)【発明者】
【氏名】クティリ、グレゴリー、ジェイ．
【テーマコード（参考）】
5H641
【Ｆターム（参考）】
5H641BB06
5H641BB19
5H641GG02
5H641GG04
5H641GG08
5H641HH03
(57)【要約】
【要約】
【解決手段】 リニアモータが提供される。このリニアモータは、（ｉ）磁気レールと、（ｉｉ）前記磁気レールに連結された第１の複数の永久磁石と、（ｉｉｉ）前記磁気レールに連結され、前記第１の複数の永久磁石の下方に配置された第２の複数の永久磁石とを含む可動磁石アセンブリとを含む。前記リニアモータはまた、前記可動磁石アセンブリの上方に配置された第１のコイルアセンブリを含む。前記第１のコイルアセンブリは、その歯間に第１のスロットを有する第１の複数の歯を含む。前記第１のコイルアセンブリはまた、前記第１のスロットの少なくとも一部分に少なくとも部分的に配置された第１の複数のコイルを含む。前記リニアモータはまた、前記可動磁石アセンブリの下方に配置された第２のコイルアセンブリを含む。前記第２のコイルアセンブリは、その歯間に第２のスロットを有する第２の複数の歯を含む。前記第２のコイルアセンブリはまた、前記第２のスロットの少なくとも一部分に少なくとも部分的に配置された第２の複数のコイルを含む。
【選択図】 図１Ａ
【解決手段】 リニアモータが提供される。このリニアモータは、（ｉ）磁気レールと、（ｉｉ）前記磁気レールに連結された第１の複数の永久磁石と、（ｉｉｉ）前記磁気レールに連結され、前記第１の複数の永久磁石の下方に配置された第２の複数の永久磁石とを含む可動磁石アセンブリとを含む。前記リニアモータはまた、前記可動磁石アセンブリの上方に配置された第１のコイルアセンブリを含む。前記第１のコイルアセンブリは、その歯間に第１のスロットを有する第１の複数の歯を含む。前記第１のコイルアセンブリはまた、前記第１のスロットの少なくとも一部分に少なくとも部分的に配置された第１の複数のコイルを含む。前記リニアモータはまた、前記可動磁石アセンブリの下方に配置された第２のコイルアセンブリを含む。前記第２のコイルアセンブリは、その歯間に第２のスロットを有する第２の複数の歯を含む。前記第２のコイルアセンブリはまた、前記第２のスロットの少なくとも一部分に少なくとも部分的に配置された第２の複数のコイルを含む。
【選択図】 図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
リニアモータであって、（ｉ）磁気レールと、（ｉｉ）前記磁気レールに連結された第１の複数の永久磁石と、（ｉｉｉ）前記磁気レールに連結され、前記第１の複数の永久磁石の下方に配置された第２の複数の永久磁石とを含む可動磁石アセンブリと、
前記可動磁石アセンブリの上方に配置された第１のコイルアセンブリであって、
その歯間に第１のスロットを有する第１の複数の歯と、
前記第１のスロットの少なくとも一部分に少なくとも部分的に配置された第１の複数のコイルと
を含むものである、前記第１のコイルアセンブリと、
前記可動磁石アセンブリの下方に配置された第２のコイルアセンブリであって、
その歯間に第２のスロットを有する第２の複数の歯と、
前記第２のスロットの少なくとも一部分に少なくとも部分的に配置された第２の複数のコイルと
を含むものである、前記第２のコイルアセンブリと
を有する、リニアモータ。
【請求項2】
請求項１記載のリニアモータにおいて、前記第１のコイルアセンブリは、前記第１の複数の歯の各々を画成する複数の積層体を含み、前記第２のコイルアセンブリは、前記第２の複数の歯の各々を画成する複数の積層体を含むものである、リニアモータ。
【請求項3】
請求項１記載のリニアモータにおいて、前記第１の複数の永久磁石の各々は、前記磁気レールに関連して、対応する前記第２の複数の永久磁石のうちの１つの真上に配置されて磁石の対を形成するものである、リニアモータ。
【請求項4】
請求項３記載のリニアモータにおいて、各磁石の対の間に磁気吸引力が存在するものである、リニアモータ。
【請求項5】
請求項１記載のリニアモータにおいて、前記第１の複数の永久磁石および前記第２の複数の永久磁石の各々は、接着剤および締結部材の少なくとも１によって接続されるものである、リニアモータ。
【請求項6】
請求項１記載のリニアモータにおいて、前記磁気レールは非磁性材料で形成されているものである、リニアモータ。
【請求項7】
請求項６記載のリニアモータにおいて、前記非磁性材料はアルミニウムを含むものである、リニアモータ。
【請求項8】
請求項１記載のリニアモータにおいて、前記第１の複数の永久磁石の各々の露出面は第１の距離を置いて前記第１のコイルアセンブリに隣接して位置決めされているものであり、
前記第２の複数の永久磁石の各々の露出面は第２の距離を置いて前記第２のコイルアセンブリに隣接して位置決めされているものであり、
前記第１の距離は、前記第２の距離と実質的に等しいものである、
リニアモータ。
【請求項9】
請求項１記載のリニアモータにおいて、前記磁気レールは複数のタブ部を画定し、前記第１の複数の永久磁石および前記第２の複数の永久磁石の各々は、前記複数のタブ部のうちの対応する１つのタブ部と嵌合するように構成された段差部を含むものである、リニアモータ。
【請求項10】
請求項１記載のリニアモータにおいて、前記第１のコイルアセンブリおよび前記第２のコイルアセンブリは、結合コイルアセンブリとして互いに連結されるものである、リニアモータ。
【請求項11】
請求項１０記載のリニアモータにおいて、前記可動磁石アセンブリが水平軸に沿って移動することにより、前記結合コイルアセンブリが前記水平軸に沿って移動するものである、リニアモータ。
【請求項12】
請求項１０記載のリニアモータにおいて、さらに、前記結合コイルアセンブリと当該リニアモータの下部構造との間に配置された少なくとも１つのダンパー要素および少なくとも１つのばね要素を有するものである、リニアモータ。
【請求項13】
請求項１０記載のリニアモータにおいて、さらに、前記結合コイルアセンブリに関する位置情報を提供する位置エンコーダシステムを有するものである、リニアモータ。
【請求項14】
請求項１３記載のリニアモータにおいて、前記位置エンコーダシステムは、光学式エンコーダシステムおよび磁気式エンコーダシステムからなる群から選択されるものである、リニアモータ。
【請求項15】
請求項１０記載のリニアモータにおいて、さらに、位置エンコーダシステムを有し、この位置エンコーダシステムは、（ｉ）前記結合コイルアセンブリに連結された目盛り部と、
（ｉｉ）前記目盛り部を撮像する光学部であって、当該リニアモータにおいて前記結合コイルアセンブリとともに移動しない別の部分に連結されるものである、前記光学部と
を含むものである、リニアモータ。
【請求項16】
請求項１３記載のリニアモータにおいて、当該リニアモータは三相モータであり、前記位置エンコーダシステムによって提供される位置情報は当該リニアモータの転流角を制御するために使用されるものである、リニアモータ。
【請求項17】
ワイヤーボンディングシステムであって、ボンディングツールを保持するボンドヘッドアセンブリと、前記ボンドヘッドアセンブリを第１の水平軸に沿って駆動するリニアモータシステムであって、
（ａ）（ｉ）磁気レールと、（ｉｉ）前記磁気レールに連結された第１の複数の永久磁石と、（ｉｉｉ）前記磁気レールに連結され、前記第１の複数の永久磁石の下方に配置された第２の複数の永久磁石とを含む可動磁石アセンブリと、
（ｂ）前記可動磁石アセンブリの上方に配置された第１のコイルアセンブリであって、その歯間に第１のスロットを有する第１の複数の歯と、前記第１のスロットの少なくとも一部分に少なくとも部分的に配置された第１の複数のコイルとを含むものである、前記第１のコイルアセンブリと、
（ｃ）前記可動磁石アセンブリの下方に配置された第２のコイルアセンブリであって、その歯間に第２のスロットを有する第２の複数の歯と、前記第２のスロットの少なくとも一部分に少なくとも部分的に配置された第２の複数のコイルとを含むものである、前記第２のコイルアセンブリと
を有する、前記リニアモータシステムと
を有する、ワイヤーボンディングシステム。
【請求項18】
請求項１７記載のワイヤーボンディングシステムにおいて、さらに、前記ボンドヘッドアセンブリを第２の水平軸に沿って駆動する別の前記リニアモータシステムを有し、前記第２の水平軸は第１の水平軸に対して実質的に垂直である、ワイヤーボンディングシステム。
【請求項19】
請求項１８記載のワイヤーボンディングシステムにおいて、さらに、前記リニアモータシステムを前記別のリニアモータシステムから分離する分離要素を有するものである、ワイヤーボンディングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年４月２９日付で出願した米国特許仮出願第６２／８４０，０３９号に対して利益を主張するものであり、その内容の全体がこの参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１９年４月２９日付で出願した米国特許仮出願第６２／８４０，０３９号に対して利益を主張するものであり、その内容の全体がこの参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本発明は、リニアモータシステムに関し、具体的には可動磁石アセンブリを含む改良されたリニアモータに関する。
【背景技術】
【0003】
リニアモータは当該技術分野で周知であり、様々な産業で利用されている。例えばリニアモータシステムは、様々な軸に沿った高速直線運動を提供するためにワイヤーボンディング装置で利用される。例えばリニアモータは、特定のワイヤーボンディング装置において、ｘ軸およびｙ軸に沿った精密高速運動を提供するために利用される。リニアモータシステムの例を示す例示的な特許は、ワンに付与された（「ＬＩＮＥＡＲ ＭＯＴＯＲ ＷＩＴＨ ＲＥＤＵＣＥＤ ＣＯＧＧＩＮＧ（コギングを減少させるリニアモータ）」と題する米国特許第７，８２５，５４９号、大石に付与された（「ＬＩＮＥＡＲ ＤＣ ＢＲＵＳＨＬＥＳＳ ＭＯＴＯＲ（リニアＤＣブラシレスモータ）」と題する米国特許第４，９１２，７４６号、ワーブルに付与された（「ＰＥＲＭＡＮＥＮＴ－ＭＡＧＮＥＴ ＳＹＮＣＨＲＯＮＯＵＳ ＭＯＴＯＲ（永久磁石同期型モータ）」と題する米国特許第５，６４２，０１３号、およびワーブルに付与された（「ＰＥＲＭＡＮＥＮＴ－ＭＡＧＮＥＴ ＬＩＮＥＡＲ ＳＹＮＣＨＲＯＮＯＵＳ ＭＯＴＯＲ（永久磁石リニア同期型モータ）」と題する米国特許第５，９１０，６９１号を含む。
【0004】
モータの騒音低減、振動低減、速度、駆動力、効率性、正確性、およびコストなどの点において、リニアモータの動作の改良が常に注目されている。したがって、改良されたリニアモータを提供することが望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の例示的な１実施形態によれば、リニアモータが提供される。このリニアモータは、（ｉ）磁気レールと、（ｉｉ）前記磁気レールに連結された第１の複数の永久磁石と、（ｉｉｉ）前記磁気レールに連結され、前記第１の複数の永久磁石の下方に配置された第２の複数の永久磁石とを含む可動磁石アセンブリとを含む。前記リニアモータはまた、前記可動磁石アセンブリの上方に配置された第１のコイルアセンブリを含む。前記第１のコイルアセンブリは、その歯間に第１のスロットを有する第１の複数の歯を含む。前記第１のコイルアセンブリはまた、前記第１のスロットの少なくとも一部分に少なくとも部分的に配置された第１の複数のコイルを含む。前記リニアモータはまた、前記可動磁石アセンブリの下方に配置された第２のコイルアセンブリを含む。前記第２のコイルアセンブリは、その歯間に第２のスロットを有する第２の複数の歯を含む。前記第２のコイルアセンブリはまた、前記第２のスロットの少なくとも一部分に少なくとも部分的に配置された第２の複数のコイルを含む。
【0006】
本発明の例示的な別の１実施形態によれば、ワイヤーボンディングシステムが提供される。前記ワイヤーボンディングシステムは、ボンディングツールを保持するボンドヘッドアセンブリと、前記ボンドヘッドアセンブリを第１の水平軸に沿って駆動するリニアモータシステムとを含む。前記リニアモータシステムは、（ｉ）磁気レールと、（ｉｉ）前記磁気レールに連結された第１の複数の永久磁石と、（ｉｉｉ）前記磁気レールに連結され、前記第１の複数の永久磁石の下方に配置された第２の複数の永久磁石とを有する可動磁石アセンブリを含む。前記リニアモータシステムはまた、前記可動磁石アセンブリの上方に配置された第１のコイルアセンブリを含む。前記第１のコイルアセンブリは、その歯間に第１のスロットを有する第１の複数の歯を含む。前記第１のコイルアセンブリはまた、前記第１のスロットの少なくとも一部分に少なくとも部分的に配置された第１の複数のコイルとを含む。前記リニアモータシステムはまた、前記可動磁石アセンブリの下方に配置された第２のコイルアセンブリを含む。前記第２のコイルアセンブリは、その歯間に第２のスロットを有する第２の複数の歯を含む。前記第２のコイルアセンブリは、前記第２のスロットの少なくとも一部分に少なくとも部分的に配置された第２の複数のコイルとを含む。
【0007】
進歩性のある本リニアモータを取り入れた（ワイヤーボンディング装置以外の）その他の装置が本発明の範囲内であると考えられる。そのような装置の例には、ダイアタッチ装置、フリップチップボンディング装置、熱圧着式ボンディング装置、ピックアンドプレース装置、およびその他の半導体パッケージ装置が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
本発明は、以下の詳細な説明を添付の図面とともに一読することにより最も良く理解される。一般的な方法に従い、図面の種々の構成要素は原寸に比例したものではない。むしろ、種々の構成要素の寸法は、明確化のため、任意に拡張または縮小されている。本図面には以下の図面が含まれる。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本明細書で使用する「リニアモータ」、「リニアモータシステム」、および「直線運動システム」という用語は同義語であると考えられる。例えば、図１Ａ～１Ｃ、２Ａ～２Ｂ、３Ａ～３Ｂ、および４Ａ～４Ｂはそれぞれ、リニアモータ１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、および１００ｄを示す。また、図６はリニアモータシステム６００を示し、図７は直線運動システムを示すが各システムは、本発明の範囲内で同様に「リニアモータ」と考えられる。
【0010】
本明細書で使用する「磁気レール（ｍａｇｎｅｔ ｔｒａｃｋ）」という用語は、複数の永久磁石を保持する、リニアモータ内の複数の構造体のうちの任意の構造体を指すことを意図しており、この複数の永久磁石がリニアモータのコイルアセンブリと磁気的に相互作用するように配置されることで、磁気レールおよびコイルアセンブリのうちの少なくとも１つに好適な直線運動が起こる。したがって、上記磁気レールは、例えば永久磁石のいかなる特定の配置または分離間隔によって限定されることを意図するものではなく、また永久磁石のいかなる特定の支持構造によって限定されることを意図するものでもない。
【0011】
図１Ａは、リニアモータ１００ａの断面である。リニアモータ１００ａは、可動磁石アセンブリ１０２と、第１のコイルアセンブリ１０４ａ１と、第２のコイルアセンブリ１０４ａ２とを含む。当業者であれば理解するように、（例えば、電気接続部など）の特定のコンポーネントは簡略化のため省略している。可動磁石アセンブリ１０２は、（ｉ）磁気レール１０２ａと、（ｉｉ）磁気レール１０２ａに連結された第１の複数の永久磁石１０２ｂ１、１０２ｂ２．．．１０２ｂ２１、１０２ｂ２２と、（ｉｉｉ）磁気レール１０２ａに連結され、第１の複数の永久磁石１０２ｂ１、１０２ｂ２．．．１０２ｂ２１、１０２ｂ２２の下方に配置された第２の複数の永久磁石１０２ｃ１、１０２ｃ２．．．１０２ｃ２１、１０２ｃ２２とを含む。図１Ａに示すように、複数の永久磁石は、一方がもう一方の真上に位置するように磁石の対として配置される。例えば、永久磁石１０２ｂ１が永久磁石１０２ｃ１の真上に配置されることで、永久磁石１０２ｂ１および１０２ｃ１は「１対の磁石」を形成する。本発明の例示的な態様によれば、磁石の各対の間には磁気吸引力が存在する。
【0012】
磁気レール１０２ａ（および本特許出願において記載するその他の任意の磁気レール）は、非磁性材料（例えば、アルミニウム、またはアルミニウム合金などのアルミニウムを含む材料）で形成されてもよい。別の例示的な非磁性材料は、炭素繊維、ベリリウム、およびその他多くの材料を含む。
【0013】
第１の複数の永久磁石１０２ｂ１、１０２ｂ２．．．１０２ｂ２２、および第２の複数の永久磁石１０２ｃ１、１０２ｃ２．．．１０２ｃ２２の各々は、接着剤、締結部材など、複数の技法のうちの任意の技法によって（直接または間接的に）磁気レール１０２ａに接続される。磁気レール１０２ａは、リニアモータ１００ａによって所望の軸に沿って移動される別の構造体に接続するための連結部１０２ｄを含む。例えば、連結部１０２ｄは、ボンドヘッドアセンブリをｙ軸に沿って移動させるためにワイヤーボンディング装置のｙ軸用スライド部に接続される（例えば、図８を参照）。
【0014】
リニアモータ１００ａはまた、可動磁石アセンブリ１０２の上方に配置された第１のコイルアセンブリ１０４ａ１（固定子１０４ａ１とも言う。）を含む。第１のコイルアセンブリ１０４ａ１は第１の複数の歯を含み、この第１の複数の歯の間には第１のスロット１０５ａ１が設けられている。第１の複数の歯は、第１のコイルアセンブリ１０４ａ１の各端部に設けられた端部の歯１０４ａ１ａと、２つの端部の歯１０４ａ１ａの間に配置された複数の歯１０４ａ１ｂとを含む。第１のコイルアセンブリ１０４ａ１はまた、第１のスロット１０５ａ１の少なくとも一部分に少なくとも部分的に配置されたコイル１０６を含む。図１Ａ（また、図１Ｂでより明確に）示すように、各スロット１０５ａ１は２つの隣接したコイル１０６の一部分を受け入れる（但し、端部の歯１０４ａ１ａに隣接した端部スロットは１つのコイル１０６一部分のみを受け入れる。）。リニアモータ１００ａは、可動磁石アセンブリ１０２の下方に配置された第２のコイルアセンブリ１０４ａ２（固定子１０４ａ２とも言う。）も含む。第２のコイルアセンブリ１０４ａ２は第２の複数の歯を含み、この第２の複数の歯の間には第２のスロット１０５ａ２が設けられている。第２の複数の歯は、第２のコイルアセンブリ１０４ａ２の各端部に設けられた端部の歯１０４ａ２ａと、２つの端部の歯１０４ａ２ａの間に配置された複数の歯１０４ａ２ｂとを含む。第２のコイルアセンブリ１０４ａ２はまた、第２のスロット１０５ａ２の少なくとも一部分に少なくとも部分的に配置されたコイル１０６を含む。図１Ａ（また、図１Ｂでより明確に）示すように、各スロット１０５ａ２は２つの隣接したコイル１０６の一部分を受け入れる（但し、端部の歯１０４ａ２ａに隣接した端部スロットは１つのコイル１０６一部分のみを受け入れる。）。
【0015】
第１のコイルアセンブリ１０４ａ１および第２のコイルアセンブリ１０４ａ２の各々は、当業者であれば公知であるように、互いに積層された複数の積層体を含み、この積層された複数の積層体によって第１の複数の歯１０４ａ１ａ、１０４ａ１ｂおよび第２の複数の歯１０４ａ２ａ、１０４ａ２ｂがそれぞれ画成される。
【0016】
図１Ｃに示すように、第１の複数の永久磁石１０２ｂ１、１０２ｂ２．．．１０２ｂ２２の各々の露出面は第１の距離ｄ１を置いて第１のコイルアセンブリ１０４ａ１に隣接して位置決めされ、第２の複数の永久磁石１０２ｃ１、１０２ｃ２．．．１０２ｃ２２の各々の露出面は第２の距離ｄ２を置いて第２のコイルアセンブリ１０４ａ２に隣接して位置決めされている。前記第１の距離ｄ１は実質的に前記第２の距離ｄ２と同じである。
【0017】
図１Ａ～１Ｃに関連して上記で説明した特徴は、可能な限りにおいて、本明細書に記載する本発明の追加の実施形態（および本発明の範囲内の別の実施形態）にも適用可能である。したがって、以下に説明する実施形態に関し、簡略化のため特定の細部については省略し、また、特定の参照番号については本発明の様々な例示的な実施形態において同一の番号を用いる。
【0018】
図１Ａ～１Ｃは、歯１０４ａ１ａ、１０４ａ１ｂ、１０４ａ２ａ、および１０４ａ２ｂを有する第１のコイルアセンブリ１０４ａ１および第２のコイルアセンブリ１０４ａ２を示す。端部の歯１０４ａ１ａ、１０４ａ２ａは、米国特許第７，８２５，５４９において開示されている形状を有する。歯１０４ａ１ｂ、１０４ａ２ｂは、各歯の端部がその本体部よりも幅広である「Ｔ」字状の形態を有する（図１Ａを参照。「Ｔ」字形状のため、隣接した歯の間の間隙１０４ａ１ｃおよび１０４ａ２ｃは、端部においてより小さくなる）。当然のことながら、このような歯の設計は本質的に例示的なものであり、本発明はそのような形態に限定されるものではない。
【0019】
図２Ａ～２Ｂは、上記で図１Ａ～１Ｂに関連して説明したリニアモータ１００ａに近似するリニアモータ１００ｂを示す。リニアモータ１００ｂは、図１Ａ～１Ｂの磁石アセンブリ１０２と同一の磁石アセンブリ１０２を含む。このリニアモータはまた、図１Ａ～１Ｂの第１のコイルアセンブリ１０４ａ１および第２のコイルアセンブリ１０４ａ２と近似する、（歯１０４ｂ１ａ、１０４ｂ１ｂを含む）第１のコイルアセンブリ１０４ｂ１と、（歯１０４ｂ２ａ、１０４ｂ２ｂを含む）第２のコイルアセンブリ１０４ｂ２と含む。図２Ａ～２Ｂでは、歯１０４ｂ１ｂおよび１０４ｂ２ｂは前述した「Ｔ」字状の形態を有さないことが１つの相違点である。むしろ、歯１０４ｂ１ｂおよび１０４ｂ２ｂは、全長に沿って同一の幅（若しくは実質的に同一の幅）を有するものであり、これによってコイル１０６の位置決めが比較的容易となる。
【0020】
図３Ａ～３Ｂは、上記で図１Ａ～１Ｂに関連して説明したリニアモータ１００ａに近似するリニアモータ１００ｃを示す。リニアモータ１００ｃは、図１Ａ～１Ｂの磁石アセンブリ１０２と同一の磁石アセンブリ１０２を含む。このリニアモータはまた、図１Ａ～１Ｂの第１のコイルアセンブリ１０４ａ１および第２のコイルアセンブリ１０４ａ２と近似する、（歯１０４ｃ１ａ、１０４ｃ１ｂを含む）第１のコイルアセンブリ１０４ｃ１および（歯１０４ｃ２ａ、１０４ｃ２ｂを含む）第２のコイルアセンブリ１０４ｃ２も含む。しかしながら、図３Ａ～３Ｂでは、各スロットに１つのコイル１０６のみが提供されている（明確化のため図３Ｂを参照）。したがって、図１Ａ～１Ｂでは１２個のコイル１０６が提供されているのに対し、図３Ａ～３Ｂで示す例では６個のコイル１０６が提供されている。
【0021】
図４Ａ～４Ｂは、上記で図１Ａ～１Ｂに関連して説明したリニアモータ１００ａに近似するリニアモータ１００ｄを示す。リニアモータ１００ｄは、図１Ａ～１Ｂの磁石アセンブリ１０２と同一の磁石アセンブリ１０２を含む。このリニアモータはまた、図１Ａ～１Ｂの第１のコイルアセンブリ１０４ａ１および第２のコイルアセンブリ１０４ａ２と近似する、（歯１０４ｄ１ａ、１０４ｄ１ｂを含む）第１のコイルアセンブリ１０４ｄ１および（歯１０４ｄ２ａ、１０４ｄ２ｂを含む）第２のコイルアセンブリ１０４ｄ２も含む。しかしながら、図３Ａ～３Ｂと同様に、図４Ａ～４Ｂでは、各スロットに１つのコイル１０６のみが提供されている（明確化のため図４Ｂを参照）。したがって、図１Ａ～１Ｂでは１２個のコイル１０６が提供されているのに対し、図４Ａ～４Ｂで示す例では６個のコイル１０６が提供されている。もう一つの相違点は、図４Ａ～４Ｂでは、歯１０４ｄ１ｂおよび１０４ｄ２ｂは、上記で図１Ａ～１Ｂに関連して説明した「Ｔ」字状の形態を有さないことである。むしろ、歯１０４ｄ１ｂおよび１０４ｄ２ｂは、全長に沿って同一の幅（若しくは実質的に同一の幅）を有するものであり、これによってコイル１０６の位置決めが比較的容易となる。
【0022】
図５Ａ～５Ｅは磁石アセンブリ１０２の様々な詳細を示す。図５Ａは、図１Ａ～１Ｃ、２Ａ～２Ｂ、３Ａ～３Ｂ、および４Ａ～４Ｂに示す磁石アセンブリ１０２の断面図であり、当該磁石アセンブリの運動方向（本出願で示す例ではｙ軸に沿った運動）が示されている。図５Ｂは図５Ａの一部分の詳細図であり、磁石アセンブリの特定の特徴部分を明確に示している。具体的には、図５Ｂは、磁気レール１０２ａは複数のタブ部１０２ｅを画定することを示している。図５Ｂに示すように、第１の複数の永久磁石１０２ｂ１、１０２ｂ２．．．１０２ｂ２２、および第２の複数の永久磁石１０２ｃ１、１０２ｃ２．．．１０２ｃ２２の各々は、複数のタブ部１０２ｅのうちの対応する１つと嵌合するように構成された段差部「ＳＴ」を含む。図５Ｃ～５Ｄは、磁石アセンブリ１０２の追加的な斜視断面図を提供する。図５Ｅは、（図５Ａ～５Ｄのような断面図ではなく）磁石アセンブリ１０２の平面図を示す。図５Ｅでは、磁石アセンブリ１０２の接続部１０２ｆが明示されている。接続部１０２ｆは、所定タイプの軸受アセンブリ（図６の軸受６０６および軸受ブロック６０４を参照）と係合して、可動磁石アセンブリ１０２の運動を支援するために使用される。例えば、軸受アセンブリは、直動軸受レールと係合する直動軸受ブロックであってもよい。当然のことながら、別のタイプの軸受アセンブリが考えられる。
【0023】
本発明の特定の観点によれば、可動磁石アセンブリ１０２の（第１および第２の複数の永久磁石の双方を含む）複数の永久磁石を保持する基板（すなわち、磁気レール）の設計が重要となる。磁石と対応する固定子との間（すなわち、第１の複数の永久磁石と第１のコイルアセンブリとの間、および第２の複数の永久磁石と第２のコイルアセンブリとの間）に被覆物または膜を設けずに磁石が保持されると特に有利である。被覆物または膜を含まない場合、磁石と対応する固定子との間の電気的間隙および機械的間隙が実質的に減少し、さらにリニアモータの不必要な質量が低減される。追加的に、このような基板（すなわち、磁気レール）では、明らかに磁束経路に対する干渉が起こらない。
【0024】
さらに、（第１のコイルアセンブリと第２のコイルアセンブリとを含む）双対固定子（ｄｕａｌ ｓｔａｔｏｒ）の設計を伴なった、（一方が他方の上方に配置された複数の対称磁石の対を含む）可動磁石アセンブリ１０２の設計により、好適に各固定子に対して実質的に一定の等磁力が発生し、また各固定子に対して実質的に等しくかつ反対の磁気吸引力が生じる。その結果、可動磁石アセンブリ１０２および当該アセンブリに関連する軸受に対する負荷は最小限（実質的に正味ゼロ）となる。
【0025】
図６は、追加のコンポーネントを有するリニアモータシステム６００を示す。リニアモータシステム６００は図２Ａ～２Ｂのリニアモータ１００ｂを含むが、（例えば、本発明の範囲内でリニアモータ１００ａ、１００ｃ、１００ｄ、またはその他任意のリニアモータなど）本発明の範囲内でその他任意のリニアモータをリニアモータシステム６００に含むことができることを理解されたい。リニアモータシステム６００は、ハウジング部６０２ａ、６０２ｂ、および６０２ｃを含む。ハウジング部６０２ａ、６０２ｂ、および６０２ｃは、集合的に共通のハウジングの一部であり、この共通ハウジング（ｃｏｍｍｏｎ ｈｏｕｓｉｎｇ）により、（直接または間接的に）第１のコイルアセンブリ１０４ｂ１が第２のコイルアセンブリ１０４ｂ２に連結されて結合コイルアセンブリ（ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｃｏｉｌ ａｓｓｅｍｂｌｙ）が提供される。例えば、第１のコイルアセンブリ１０４ｂ１および第２のコイルアセンブリ１０４ｂ２は、特に、接着剤、締結部材、その組み合わせなどの技法によって共通ハウジングに固定されてもよい。第１のコイルアセンブリ１０４ｂ１および第２のコイルアセンブリ１０４ｂ２の共通ハウジングは、任意所望の形態であってもよいことを理解されたい（例えば、単一材料、複数の異なる材料、および図示するような３つの異なるハウジング部ではない形態など）。また図６は、軸受ブロック６０４によって支持された軸受６０６を示す（ここでは、軸受ブロック６０４は結合コイルアセンブリの一部と考えられる）。リニアモータシステム６００の動作によって、可動磁石アセンブリ１０２は、軸受６０６上を当該軸受に沿って移動しながらＹ軸に沿って移動する。
【0026】
図７は、図６のリニアモータシステム６００を含む直線運動システム７００を示す。図７は図２Ａ～２Ｂのリニアモータ１００ｂを含むリニアモータシステム６００を示すが、（例えば、本発明の範囲内でリニアモータ１００ａ、１００ｃ、１００ｄ、またはその他任意のリニアモータなど）本発明の範囲内でその他任意のリニアモータをリニアモータシステム６００に含むことができることを理解されたい。直線運動システム７００の動作中、可動磁石アセンブリ１０２が水平軸（図７のＹ軸）に沿って移動することにより、（ハウジング部６０２ａ、６０２ｂ、および６０２ｃと、第１のコイルアセンブリ１０４ｂ１と、第２のコイルアセンブリ１０４ｂ２とを含む）結合コイルアセンブリが同様に水平軸に沿って所定量移動する。図７のブロック図では、この運動は軸受７０２ｅによって提供される。具体的には、直線運動システム７００は、下部構造７０２ａと、側部ブロック部７０２ｂと、ダンパー７０２ｃと、ばね７０２ｄと、軸受７０２ｅとを含む。軸受７０２ｅは、下部構造７０２ａによって支持される。ばね７０２ｄおよびダンパー７０２ｃは、（ハウジング部６０２ａ、６０２ｂ、および６０２ｃと、結合コイルアセンブリとを含む）共通ハウジングと側部ブロック部７０２ｂとの間に提供されている。ばね７０２ｄの支援によって、可動磁石アセンブリ１０２の運動後に、（第１のコイルアセンブリ１０４ｂ１および第２のコイルアセンブリ１０４ｂ２からなる結合コイルアセンブリを含む）共通ハウジングは再度中心位置に移動される。ダンパー７０２ｃは、可動磁石アセンブリ１０２の運動に伴って直線運動システム７００の安定性を制御することを支援する。
【0027】
図７はまた、（第１のコイルアセンブリ１０４ｂ１と、第２のコイルアセンブリ１０４ｂ２とを含む）結合コイルアセンブリに関する位置情報を提供する位置エンコーダシステム７０２ｆを示す。（要素７０２ｆ１と７０２ｆ２とを含む）位置エンコーダシステム７０２ｆは、（例えば、光学式エンコーダシステム、磁気式エンコーダシステムなどの）様々なタイプの位置エンコーダシステムのうち任意の位置エンコーダシステムであってもよい。図７に示す位置エンコーダシステム７０２ｆは、可変型位置エンコーダシステムと考えられる。例えば、光学式エンコーダシステムでは、目盛り部７０２ｆ１は、（直接または間接的に）結合コイルアセンブリに連結されて提供され、光学部７０２ｆ２は目盛り部を撮像するために提供される。このような実施形態では、光学部７０２ｆ２は、結合コイルアセンブリとともに移動しない直線運動システム７００の別の部分（例えば、下部構造７０２ａ）に（直接または間接的に）連結される。別の実施形態では、要素７０２ｆ１および７０２ｆ２は磁気式エンコーダシステムの一部であってもよい。
【0028】
いずれにしても、リニアモータ１００ｂが三相モータである場合、位置エンコーダシステム７０２ｆによって提供される位置情報がリニアモータ１００ｂの転流角を制御するために利用されるので、位置エンコーダシステム７０２ｆを含めると特に有利である。
【0029】
図８は、図７の直線運動システム７００を含むワイヤーボンディングシステム８００を示す。ワイヤーボンディングシステム８００は、ワイヤーボンディングツール８０６を保持するボンドヘッドアセンブリ８０４と、ｙ軸用スライド部８０２と、（ｙ軸用スライド部８０２を支持する）軸受ブロック８１０と、軸受８１２とを有する。当業者であれば理解するように、ｙ軸用スライド部８０２に軸受ブロック８１０を組み込んもよい（すなわし、ｙ軸用スライド部８０２は直接軸受８１２上に保持される）。ｙ軸に沿った可動磁石アセンブリ１０２の運動により、ボンドヘッドアセンブリ８０４にそれに対応する運動が生じる。また、ワイヤーボンディングシステム８００は、ｙ軸用スライド部８０２と、軸受８１２とともに軸受ブロック８１０とを備える直線運動システム７００'を含む。図８ではブロックとして示されているが、直線運動システム７００'は、直線運動システム７００と同一のシステム等、本発明の範囲内の直線運動システムであることを理解されたい。直線運動システム７００'によって、ワイヤーボンディングシステム８００のｘ軸に沿ったボンドヘッドアセンブリ８０４の直線運動が提供される（ここで、ｘ軸はｙ軸に対して実質的に垂直である）。またワイヤーボンディングシステム８００は、直線運動システム７００の動作を直線運動システム７００'の動作から分離する分離要素８０８を含む。これにより、直線運動システム７００の動作は直線運動システム７００'の動作から分離される。
【0030】
図９Ａ～９Ｃは、ワイヤーボンディングシステム８００のｘ軸に沿ったリニアモータ１００ｂの動作を示す。図９Ａでは、（ボンドヘッドアセンブリ８０４に保持された）ワイヤーボンディングツール８０６は、図における右側（「前方」）へ移動され、その結果、（左側ばね要素７０２ｄの圧縮で示されているように）共通ハウジングは反対方向に移動される。図９Ｂでは、ワイヤーボンディングツール８０６は中央位置にあることが示されている。図９Ｃでは、（ボンドヘッドアセンブリ８０４に保持された）ワイヤーボンディングツール８０６は、図における左側（「後方」）へ移動され、その結果、（右側ばね要素７０２ｄの圧縮で示されているように）共通ハウジングは反対方向に移動される。
【0031】
本発明のリニアモータは様々な技術分野に適用できる。例示的な使用用途はワイヤーボンディング装置であり、その場合本発明によるリニアモータをｘ軸またはｙ軸、若しくは双方の軸に沿った直線運動を提供するのに使用できる。具体的には、例えばこのようなリニアモータは、ボンドヘッドアセンブリのｘ軸またはｙ軸、若しくは双方の軸に沿ったワイヤーボンディング装置の直線運動を提供するのに使用できる。当然のことながら、本発明のリニアモータはその他の様々な技術分野に使用できる。
【0032】
本発明の特定の実施形態（図８を参照）では、ｘ軸直線運動システム７００'によって保持されるｙ軸用スライド部が示されているが、このような実施形態は本質的に例示的なものである。本発明の範囲内の別の実施形態においては、ｘ軸用スライド部はｙ軸直線運動システムによって保持されてもよい。
【0033】
本発明の態様を６個のコイルおよび１２個のコイルを含むリニアモータに関連して示したが、本発明はそのような態様に限定されるものではない。当該態様は例であり、必要に応じて本発明の範囲内で任意数のコイルを提供することができる。
【0034】
本発明を（端部の歯と、端部の歯の間にある中間歯とを含む）例示的な歯の設計に関連して示したが、これらの歯の設計は全て本質的に例示的なものであり、必要に応じて本発明の範囲内でその他の任意の歯の設計を採用することができる。
【0035】
本明細書において特定の実施形態と関連して本発明を記載および図示したが、本発明は本明細書で示した詳細に限定されるものではない。むしろ、特許請求の範囲の均等物の範囲内で、本発明から逸脱することなく、詳細において種々の変更が可能である。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【国際調査報告】