KR100240926B1 - 액츄에이터 및 위치설정 시스템 - Google Patents
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Abstract
위치설정 시스템 내에서 Z 방향의 이동을 제공하는 액츄에이터는 입력 스테이지와 출력 스테이지 사이에 설치된다. 너트가 출력 스테이지로 부터의 너트 안에 설치되어 있는 나사와 맞물려져 입력 스테이지 상에서 회전할 수 있도록 장착된다. 이 너트는 또한 입력 스테이지상에 설치되어 있는 모터에 의해 구동된다. 가요성 판 스프링을 통해 출력 스테이지에 부착되어 있는 판은 출력 스테이지의 이동에 따라 입력 스테이지를 따라 Z 방향으로 미끄럼 이동되며, 나사축에 대해 출력 스테이지가 회전하는 것을 방지한다. 나사의 횡방향 위치설정은 나사와 너트의 맞물림을 통해 이루어진다. 판 스프링은 나사와 너트 사이에 횡방향의 예비부하력을 제공하도록 형성된다.
Description
본 발명은 매우 높은 강성을 갖는 선형 액츄에이터(linear actuator)에 관한 것으로, 특히 X 방향 및 Y 방향 스테이지를 갖는 위치설정 시스템에서 Z 방향의 이동을 제공하는 견고한 고출력의 높이 스테이지(height stage)에 관한 것이다.
위치설정 시스템은 다양한 장치를 소정의 운동을 통해 비교적 고속으로 이동하는데 이용된다. 예를 들어, 위치설정 시스템을 이용하여 하나 또는 그 이상의 탐사침(probe)을 위치설정하고, 회로 시험을 위해 전자 회로 기판(electronic circuit board)의 각종 지점(points)에 접촉시킬 수 있다. 또한 위치설정 시스템은 부품을 조립될 회로 기판에 공급하고 또 와이어 본딩 장치(wirebonding apparatus)를 적소에 이동하는 것과 같은 조립 작업에 이용된다. 다수의 기구(mechanism)를 이용하여, 위치설정 시스템내에서 X 방향 및 Y 방향의 이동으로 일반적으로 언급되는 평면 내에서의 이동을 제공한다. 이 평면은 예를 들어 하나 이상의 이동 탐사침으로 시험되는 회로 기판의 평면이다. 예를 들어, 탐사침을 회로 카드(circuit card)와의 접촉으로 부터 떼어 내고 이것을 다음 시험 지점(test point)으로 이동시키기 위해서는, 이러한 평면에 수직인 Z 방향의 이동이 요구된다. 회로 기판상에서 탐사침 또는 다른 장치의 높이가 제어되기 때문에, Z 방향의 스테이지는 종종 높이 스테이지라고 불린다. 일반적으로 Z 방향으로의 이동은 X 방향 및 Y 방향으로의 이동에 비해 훨씬 적게 요구되지만, 이러한 Z 방향의 이동은 신속하고 정확한 것이 요구된다.
리드 스크루(lead screws)는 각종 유형의 장치(apparatus)내에 배치되는 장치(devices)의 제어된 이동을 제공하는데 이용된다. 그러나, 이러한 유형의 종래 장치는 한쌍의 베어링 내에서 회전하도록 장착된 리드 스크루와, 위치설정될 장치가 슬라이딩 부싱(sliding bushings)과 함께 그 위에서 이동하는 한쌍의 샤프트(shafts)와, 상기 장치에 부착되고 상기 리드 스크루에 맞물려지는 너트(nut)를 구비한다. 리드 스크루의 회전축과 위치설정되는 장치의 병진운동 경로(translational path)는 각기 베어링과 부싱에 의해 긴밀하게 유지되어 있으므로, 결착(binding)을 방지하기 위해서는 상기 리드 스크루의 외부 나사산(thread)과 상기 너트의 내부 나사산 사이에 상당한 틈새(clearance)를 두는 것이 필요하다. 그러나, 이러한 틈새는 백래쉬(backlash) 상태를 초래하게 되어, 예를 들어 위치설정되는 장치로부터 인가되는 부하힘(load force)이 방향을 바꿀 때마다 상기 리드 스크루와 너트 사이의 틈새 거리를 통해 급속한 이동이 발생되는 것을 허용한다. 더욱이, 베어링과 부싱의 사용은 비교적 작은 전체 이동을 필요로 하는 응용에 있어서도 매우 긴 리드 스크루 기구를 요구한다. 예를 들어, 단지 1/2인치의 이동을 행하는 리드 스크루 기구의 길이는 전형적으로 2인치 이상이다,
위치설정 시스템의 많은 응용의 경우에, 급속한 이동의 조건하에서 위치설정되는 장치와 시스템의 골조(framework)간의 강성에 대한 필요성이 존재하고, 종래의 리드 스크루 기구의 사용에 의해 발생하는 백래쉬 상태는 견뎌낼 수 없게 한다. 더욱이, X 방향 및 Y 방향 스테이지에 의해 이동되는 Z 방향 스테이지에는 질량이 작고 크기가 작을 것이 특히 필요하며, 또한 입력부(input portions)와 출력부(output portions)가 근접하여 있는 기구일 것을 특히 필요로 한다.
미국 특허 제 5,543,726 호는 시험되는 회로 기판의 각 측면상에서 이동할 수 있는 한쌍의 X 방향 및 Y 방향의 스테이지를 갖는 개방형 프레임 갠트리 탐침 시스템(open frame gantry probe system)을 개시하고 있다. 미국 특허 제 5,467,020 호는 가요성 기판(flexible substrates)상의 회로의 시험을 용이하게 하기 위해서, 이러한 유형의 탐침 시스템에 설치될 수 있는 고정구(fixture)를 개시하고 있다.
미국 특허 제 5,543,726 호에는 전자기 액츄에이터(electromagnetic actuator)를 사용하여 탐사침의 Z 방향 이동을 제공하는 것이 개시되어 있다. 이러한 액츄에이터는 탐사침을 운반하는 조립체의 중앙 포스트(central post)로서 형성된 영구자석 둘레에 걸쳐있는 코일형 와이어(coiled wire)를 포함한다. 탐사침을 이동하기 위해서는 전류가 이 코일형 와이어를 통하여 흘러야한다. 이 미국 특허는 또한 장치내에서 시험되는 회로 기판의 두께 차이를 보상하기 위해서 캠(cam)을 구동하는 모터에 의해 제공되는 매크로(macro)-Z 구동기능을 기술하고 있다.
고정 코일과 가동 영구자석 코어의 조합은, 이들 미국 특허에 기재되어 있는 바와 같이 간단한 전기 탐사침을 이동하는 것에 의하여 제공되는 것과 같이 부하가 가벼울 때는 매우 잘 동작하지만, 위치설정 장치의 다른 응용의 경우에는 일반적으로 Z 방향으로 이동하는 장치의 큰 질량으로 인해 더욱 큰 부하를 필요로 한다. 이러한 응용에 대해서는, 더 큰 힘을 발생시킬 수 있는 높은 기계적 장점과 더욱 큰 강성을 갖는 다른 종류의 구동장치가 필요하다. 이러한 구동장치는 탐사침 이동의 기능과 매크로-Z 구동의 기능을 모두 제공해야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 제 1 스테이지와 제 2 스테이지 사이에서 제 1 방향(Z 방향)으로 제어된 상대 운동을 줄 수 있는 액츄에이터 및 이러한 액츄에이터를 이용한 위치설정 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액츄에이터는 제 1 스테이지상에서 회전하도록 설치된 제 1 나사형 부재와, 제 2 스테이지에 부착되고 제 1 나사형 부재에 결합하는 제 2 나사형 부재와, 제 1 나사형 부재를 회전시키는 구동 기구(drive mechanism)와, 제 1 방향에 평행한 축의 주위로 제 2 나사형 부재의 회전을 방지하는 가요성 제동기구(flexible retarding mechanism)를 구비한다.
도 1은 위치설정 시스템내의 높이 스테이지로서 본 발명에 따라 형성된 액츄에이터의 평면도,
도 2는 도 1의 절단선 Ⅱ-Ⅱ을 따라 취해진 도 1의 액츄에이터의 수직 단면도,
도 3은 도 1의 액츄에이터를 이용한 위치설정 시스템의 블록도.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
10 : 액츄에이터 12 : 입력 스테이지
14 : 출력 스테이지 21 : 제 1 X-Y 위치설정기
21a: 제 2 X-Y 위치설정기 21b: 제 2 높이 스테이지
22 : 구동 너트 24 : 구동 나사
28 : 하우징 30 : 베어링 조립체
34 : 베어링 36, 62 : 크로스 롤러
38 : 스페이서 40 : 모터
42 : 구동 기어 44 : 피동 기어
46 : 돌출부 48 : 수직 장착 브래킷
60 : 미끄럼판
도 1 및 도 2는 위치설정 시스템의 높이 스테이지로서 본 발명에 따라 형성된 액츄에이터(10)를 도시하는데, 도 1는 평면도이고, 도 2는 도 1의 절단선 Ⅱ-Ⅱ을 따라 취해진 수직 단면도이다.
도 1 및 도 2를 동시에 참조하면, 액츄에이터(10)는 일반적으로 입력 스테이지(input stage)(12)와 출력 스테이지(output stage)(14) 사이에 설치된다. 이러한 구성에 있어서, 입력 스테이지(12)는 액츄에이터가 부착되는 기준 프레임(reference frame)을 제공한다. 예를 들어, 입력 스테이지(12)는 평면내에서 화살표(16, 18)의 방향으로 이동을 제공하는 미국 특허 제 5,543,726 호에 기재된 유형의 X-Y 위치설정 시스템의 캐리지(carriage)에 부착될 수도 있다. 이 예에서, 출력 스테이지(14)는 입력 스테이지(12)를 구동하는 기구(도시되지 않음)에 의해 액츄에이터(10)를 통하여 화살표(16)의 X 방향과 화살표(18)의 Y 방향으로 구동되고 그리고 액츄에이터(10) 내에서 발생하는 이동에 의해 화살표(20)의 Z 방향으로 구동되는 부하(load)를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따라 형성된 높이 스테이지(또는 액츄에이터)(10)를 갖는 위치설정 시스템의 블록도이다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 도 3의 예에서, 제 1 X-Y 위치설정기(X-Y positioner)(21)는 액츄에이터(10)를 화살표(16, 18)의 X와 Y 방향으로 이동한다. 액츄에이터(10)는 Z 방향의 이동을 제공하며, 이는 제 2 X-Y 위치설정기(21a)에 입력으로서 제공되는 합성 이동에 더해진다. 제 2 X-Y 위치설정기(21a)의 출력은 제 2 높이 스테이지(21b)에 입력으로서 제공되며, 이 제 2 높이 스테이지에는 탐사침(도시되지 않음)이 부착된다. 제 1 X-Y 위치설정기는 화살표(16, 18)의 방향으로 비교적 긴 이동을 제공하도록 동작하며, 그의 비교적 긴 이동은 제 1 X-Y 위치설정기에 의한 입력 스테이지(12)의 이동에 의해 비교적 느리게 일어난다. 화살표(16, 18)의 방향의 비교적 짧은 이동은 출력 스테이지(14)의 아래에 설치된 제 2 X-Y 위치설정기(21a)의 이동에 의해 비교적 신속하게 발생된다. 이러한 유형의 시스템에서, 액츄에이터(10)의 강성과 동력은 제 2 X-Y 위치설정기의 비교적 큰 질량 때문에 특히 중요하다. 한편, 제 2 높이 스테이지(21b)는 그것이 이동시켜야 하는 탐사침이 가볍기 때문에 그 구성을 비교적 가볍게 할 수 있다.
이러한 시스템이 회로 기판을 검사하는 탐사침의 위치설정을 위해 이용될 때, 기판의 한 섹션으로 부터 다른 섹션까지의 긴 이동은 입력 스테이지(12)에 부착되어 있는 제 1 X-Y 위치설정기(21)를 이용하여 이루어지며, 반면 회로 기판의 단일 섹션 내에서의 짧은 이동은 출력 스테이지(14)의 아래에 설치되어 있는 제 2 X-Y 위치설정기(21a)를 이용하여 이루어진다. 이러한 종류의 검사 공정은 긴 이동보다는 더욱 많은 수의 짧은 이동을 제공하도록 구성될 수 있으므로, 이런 방법은 전체의 검사 공정에 걸리는 시간을 상당히 줄일 수 있다.
이 응용에서, 제 2 높이 스테이지(21b)는 탐사침(도시되지 않음)을 회로 기판(도시되지 않음)과 접촉시키고 회로 기판으로 부터 떼어내는데 필요한 모든 동작을 제공한다. 액츄에이터(10)는 화살표(20)의 Z 방향으로의 이동을 발생시켜 회로 기판의 두께 차이를 보상하고 또 회로 기판을 검사 투울(tool)에 로딩하고 그것으로부터 언로딩하는데 필요한 간격을 제공한다.
도 1 및 도 2를 계속 참조하면, 액츄에이터(10)에서 출력 스테이지(14)와 입력 스테이지(12) 사이의 이동은 구동 나사(24)와 맞물려있는 구동 너트(22)를 회전시킴으로써 실현된다. 구동 나사(24)는 하부 장착판(26)에 의해 출력 스테이지(14)에 고정되며, 구동 너트(22)는 베어링 조립체(bearing assembly)(30)에 의해 하우징(28)내에 회전가능하게 설치된다. 하우징(28)은 상부 장착판(32)을 통해 입력 스테이지(12)에 고정된다. 베어링 조립체(30)는 한쌍의 베어링(34)을 구비하며, 이 베어링의 각각은 한쌍의 스페이서(spacer)(38)에 의해 분리된 크로스 롤러(crossed rollers)(36)를 갖는다. 이러한 종류의 베어링은 최소한의 마찰로 큰 부하를 지지하기 위하여 V 홈의 교호면(alternating sides) 사이에서 회전하는 롤러의 어레이를 이용한다.
구동 나사(24)는 액츄에이터(10)의 전체 질량을 줄이기 위해 내부 구멍(37)을 갖는 중공(hollow)으로 되어 있다. 구동 나사(24)는 416 타입의 스테인레스 스틸(stainless steel)로 구성되는 것이 바람직하며, 구동 너트(22)는 인청동(phosphor bronze)으로 구성되는 것이 바람직하다. 이들 재료는 모두 도금을 필요로 하지 않는다. 도금은 나사 계면(threaded interface)에서 손상(galling)을 일으킬 수 있다. 이들 재료는 모두 매끄러운 표면 마무리를 얻기 위해 쉽게 기계가공될 수 있으며, 또한 단단하여 마모되는 것을 최소화시킨다. 이들 재료는 유사하지 않기 때문에, 손상은 더욱 최소화되며, 인청동의 고유의 윤활성(lubricity)은 마찰을 감소시킨다.
구동 너트(22)를 회전시키는 기계적 동력은 모터(40)에 의해 제공된다. 이 모터는 구동 너트(22)에 부착된 피동 기어(44)와 맞물리는 구동 기어(42)를 회전시킨다. 기어(42, 44)간의 직경비는 약 5.0의 기계적 잇점을 제공하며, 이는 구동 너트(22)를 회전시키는 데 필요한 토크를 감소시킨다. 모터(40)는 수직 장착 브래킷(vertical mounting bracket)(48)의 일부로서 연장되어 있는 돌출부(ledge)(46)를 통하여 액츄에이터(10) 내에 설치된다. 이 수직 장착 브래킷(48)은 입력 스테이지(12)의 직립한 다리부(50)에 부착된다. 또한, 선형 베어링 조립체(linear bearing assembly)(56)의 내륜(52)은 수직 장착 브래킷(48)에 부착된다. 이 베어링 조립체(56)의 외륜(58)은 미끄럼판(sliding plate)(60)에 부착되며, 이것에 의해 미끄럼판(60)은 화살표(20)의 Z 방향으로 이동하는 것이 가능하다. 이 베어링 조립체(56)는 V 홈의 교호면 사이에서 회전하는 크로스 롤러(62)의 한쌍의 어레이를 이용한다. 미끄럼판(60)은 가요성 판 스프링(flexible leaf spring)(64)을 통하여 하부 장착판(26)에 부착된다.
따라서, 화살표(16)에 평행한 제 1 축과 화살표(18)에 평행한 제 2 축에 대한 출력 스테이지(14)의 각도 위치설정(angular positioning)과 함께, 출력 스테이지(14)의 화살표(16, 18)의 방향에 대한 X-Y 위치설정은 구동 너트(22)와 구동 나사(24) 사이의 결합상태에 의해 결정된다. 정확한 위치설정을 보장하기 위해서, 구동 너트(22)와 구동 나사(24)는 큰 직경, 미세한 피치(pitch) 및 정밀하게 제어된 정도의 결합(fit)을 갖는다. 나사와 너트 사이에 1.25인치의 결합 길이를 가지고, 2인치 피치 직경, 인치당 40개의 나사산 (thread)의 피치 및 0.0005인치의 작동 틈새(running clearance)를 이용할 때 만족스러운 결과가 얻어졌다.
한편, 출력 스테이지(14)가 화살표(20)의 방향에 평행한 수직축의 둘레로 회전하는 것은 미끄럼판(60)과 판 스프링(64)을 통하여 선형 베어링 조립체(56)에 의해 하부 장착판(26) 상에 부여되는 제동 토크(retarding torque)에 의해 방지된다. 판 스프링(64)의 가요성(flexibility)은 구동 너트(22)가 그 구동 너트(22)와 구동 나사(24) 사이 및 선형 베어링 조립체(56) 내에서의 매우 작은 틈새의 동시적인 상태하에서 결착(binding)되지 않고 회전되는 것을 가능하게 하는 한편, 판 스프링(64)의 소정의 편향(deflection)은 구동 나사(24)와 구동 너트(22) 사이에서 화살표(16)의 방향중 한 방향으로 횡방향 예비부하(lateral preloading)를 인가하는데 이용될 수 있다. 이러한 유형의 횡방향 부하는 구동 나사(24)와 구동 너트(22) 사이의 틈새가 아주 작은 상태에서도 구동 나사(24)와 구동 너트(22) 사이에 존재하는 틈새를 제거하여 백래쉬를 제거시킬 수 있게 된다.
또한, 미끄럼판(60)에는 블록형 플래그부(block-shaped flag portions)(68)를 갖는 플래그 브래킷(flag bracket)(66)이 부착되어 있으며, 상기 블록형 플래그부(68)는 수직 장착 브래킷(48)으로 부터 외측으로 연장되어 있는 탭(tab)(72)상에 장착된 근접 감지기(proximity senseors)(70) 쪽으로 연장되어 있다. 구동 나사(24)가 그의 허용구간(allowable travel)의 상단부에 도달할 때 근접 감지기(70)중 제 1 감지기가 제 1 출력 신호를 발생하고 그리고 구동 나사(24)가 그의 허용구간의 하단부에 도달할 때 제 2 근접 감지기가 제 2 출력 신호를 발생하며, 또 구동 나사(24)가 홈 위치(home position)에 도달할 때 제 3 근접 감지기가 소정 출력을 발생하도록, 플래그부(68)와 근접 감지기(70)가 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 구동 모터(40)는 그의 회전에 따라 펄스를 발생하는 엔코더 에미터(encoder emitter)를 구비하는 것이 바람직하다.
따라서, 액츄에이터(10)의 동작중에, 구동 나사(24)의 위치와 그에 따른 출력 스테이지(14)의 수직 위치는 모터(40)의 회전자(rotor)에 의한 회전수를 나타내는 엔코더 또는 에미터 펄스를 카운트하는 것에 의해 추적(tracking)된다. 구동 나사(24)가 제 3 근접 감지기(70)로 부터의 신호에 의해 표시되는 바와 같이 홈 위치로 복귀될 때, 펄스의 카운트는 리셋(reset)된다. 적용에 의존하여, 구동 나사(24)는 각 동작후에 또는 주기적으로 홈 위치로 복귀될 수도 있다. 이 홈 위치는 구동 나사의 허용가능한 이동의 단부중 한 단부에 근접할 수 있으며, 또는 이러한 이동의 중심에 가까울 수 있다. 어느 경우에도, 제 1 또는 제 2 근접 감지기(70)의 출력이 허용구간의 한계에 도달되고 있음을 나타낼 때, 이동은 정지되고, 그리고 구동 나사(24)는 홈 위치로 복귀하는 것이 바람직하다.
판 스프링(64)은 휨(flexure)의 방향으로는 매우 유연하지만, 화살표(20)의 방향으로의 신장(extension)이나 압축(compression)에 대해 매우 강하다. 따라서, 미끄럼판(60)의 이동은 출력 스테이지(14)의 이동을 정확하게 추적하므로, 미끄럼판(60)에 부착된 플래그부(68)의 이동을 이용하여 출력 스테이지(14)의 수직 위치의 정확한 측정을 가능하게 한다.
본 발명은 그의 바람직한 형태 또는 실시예를 들어 어느정도 특정하여 설명되었지만, 이러한 설명은 오직 예시적으로 제시된 것이며 부품의 조합 및 배열을 포함하여 구성, 제조 및 사용의 세부사항에 있어서 많은 변경이 본 발명의 정신 및 범위를 이탈하지 않고 이루어질 수도 있음을 이해하여야 한다.
따라서, 본 발명에 따라 형성된 높이 스테이지는, 기어(42, 44)의 구동비에 의해 그리고 회전 운동을 선형 운동으로 전환하는 헬리컬 스크루의 원리(helical screw principle)를 이용하는 것에 의해 제공되는 기계적 잇점으로 인하여, 비교적 무거운 질량을 이동시키는 상당한 능력을 갖는다. 본 발명은 매우 작은 틈새를 결착없이 구동 너트(22)와 구동 나사(24) 사이에 달성할 수 있다는 점에서 종래의 리드 스크루를 사용하는 것에 비해 중요한 잇점이 있다. 이러한 작은 틈새조차도 판 스프링(64)을 통한 횡방향 예비부하에 의해 제거된다.
Claims (19)
- 제 1 스테이지와 제 2 스테이지 사이에서 제 1 방향으로 제어된 상대 운동을 제공하는 액츄에이터에 있어서,① 상기 제 1 스테이지상에 회전가능하게 설치된 제 1 나사형 부재(a first threaded member)와,② 상기 제 2 스테이지에 부착되고, 상기 제 1 나사형 부재에 맞물리는 제 2 나사형 부재(a second threaded member)와,③ 상기 제 1 나사형 부재를 회전시키기 위한 구동수단(drive means)과,④ 상기 제 2 나사형 부재가 상기 제 1 방향에 평행한 축을 중심으로 회전하는 것을 방지하는 가요성 제동수단(flexible retarding means)을 포함하는액츄에이터.
- 제 1 항에 있어서,상기 구동수단은상기 제 1 스테이지에 부착되고 구동 기어를 회전시키는 모터와,상기 제 1 나사형 부재에 부착되고 상기 구동 기어에 맞물리는 피동 기어를 포함하는액츄에이터.
- 제 1 항에 있어서,상기 가요성 제동수단은상기 제 1 스테이지에 미끄럼 이동가능하게 부착되고, 상기 제 1 스테이지 상에서 상기 제 1 방향으로 이동하는 미끄럼판(a sliding plate)과,상기 미끄럼판과 상기 제 2 스테이지 사이의 가요성 연결부(flexible connection)를 포함하는액츄에이터.
- 제 3 항에 있어서,상기 가요성 연결부는 상기 제 1 방향에 평행한 평면내에 걸쳐있는 판 스프링(a leaf spring)을 포함하는액츄에이터.
- 제 3 항에 있어서,상기 미끄럼판의 이동에 의해 작동되고, 상기 제 2 스테이지의 위치의 표시를 제공하는 다수의 감지장치(a plurality of sensing devices)를 더 포함하는액츄에이터.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 방향에 수직한 평면을 따라 상기 제 2 나사형 부재를 위치설정하는 것은 상기 제 1 및 제 2 나사형 부재의 나사산 표면의 맞물림에 의해 제어되는액츄에이터.
- 제 6 항에 있어서,상기 가요성 제동수단은 상기 제 1 스테이지에 미끄럼 이동가능하게 부착되고 상기 제 1 스테이지 상에서 상기 제 1 방향으로 이동하는 미끄럼판과, 상기 미끄럼판과 상기 제 2 스테이지 사이의 가요성 연결부를 포함하며,상기 가요성 연결부는 상기 제 1 방향에 수직한 방향으로 상기 제 2 나사형 부재에 예비부하력(a pre-loading force)을 제공하는액츄에이터.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 나사형 부재는 너트이고, 상기 제 2 나사형 부재는 나사인액츄에이터.
- 제 8 항에 있어서,상기 너트 및 상기 나사는 2인치의 피치 직경과, 인치당 40개의 나사산의 피치(pitch)와, 0.0005인치의 작동 틈새(a running clearance)를 갖는액츄에이터.
- 위치설정 시스템(positioning system)에 있어서,① 제 1 방향에 수직한 평면내에서 제 1 스테이지를 이동시키는 제 1 위치설정기(a first positioner)와,② 상기 제 1 스테이지에 대해 상기 제 1 방향으로 제 2 스테이지를 이동시키는 액츄에이터를 포함하며,상기 액츄에이터는 상기 제 1 스테이지상에 회전가능하게 설치된 제 1 나사형 부재와, 상기 제 2 스테이지에 부착되고 상기 제 1 나사형 부재에 맞물리는 제 2 나사형 부재와, 상기 제 1 나사형 부재를 회전시키기 위한 구동수단과, 상기 제 2 나사형 부재가 상기 제 1 방향에 평행한 축을 중심으로 회전하는 것을 방지하는 가요성 제동수단을 구비하는위치설정 시스템.
- 제 10 항에 있어서,상기 제 2 스테이지에 부착되고, 상기 제 1 방향에 수직한 상기 평면내에서 탐사침(a probe)을 이동시키는 제 2 위치설정기(a second positioner)를 더 포함하는위치설정 시스템.
- 제 11 항에 있어서,상기 구동수단은상기 제 1 스테이지에 부착되고 구동 기어를 회전시키는 모터와,상기 제 1 나사형 부재에 부착되고 상기 구동 기어에 맞물리는 피동 기어를 포함하는위치설정 시스템.
- 제 11 항에 있어서,상기 가요성 제동수단은상기 제 1 스테이지에 미끄럼 이동가능하게 부착되고 상기 제 1 스테이지 상에서 상기 제 1 방향으로 이동하는 미끄럼판과,상기 미끄럼판과 상기 제 2 스테이지 사이의 가요성 연결부를 포함하는위치설정 시스템.
- 제 13 항에 있어서,상기 가요성 연결부는 상기 제 1 방향에 평행한 평면내에 걸쳐있는 판 스프링을 포함하는위치설정 시스템.
- 제 13 항에 있어서,상기 미끄럼판의 이동에 의해 작동되고, 상기 제 2 스테이지의 위치의 표시를 제공하는 다수의 감지장치를 더 포함하는위치설정 시스템.
- 제 11 항에 있어서,상기 제 1 방향에 수직한 평면을 따라 상기 제 2 나사형 부재를 위치설정하는 것은 상기 제 1 및 제 2 나사형 부재의 나사산 표면의 맞물림에 의해 제어되는위치설정 시스템.
- 제 16 항에 있어서,상기 가요성 제동수단은 상기 제 1 스테이지에 미끄럼 이동가능하게 부착되고 상기 제 1 스테이지 상에서 상기 제 1 방향으로 이동하는 미끄럼판과, 상기 미끄럼판과 상기 제 2 스테이지 사이의 가요성 연결부를 포함하며,상기 가요성 연결부는 상기 제 1 방향에 수직한 방향으로 상기 제 2 나사형 부재에 예비부하력을 제공하는위치설정 시스템.
- 제 11 항에 있어서,상기 제 1 나사형 부재는 너트이고, 상기 제 2 나사형 부재는 나사인위치설정 시스템.
- 제 18 항에 있어서,상기 너트와 상기 나사는 2인치의 피치 직경과, 인치당 40개의 나사산의 피치와, 0.0005인치의 작동 틈새를 갖는위치설정 시스템.
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