一种正负压切换的气浮轴承装置的制作方法-k8凯发

本发明涉及测量，具体涉及一种正负压切换的气浮轴承装置。

背景技术：

1、高端半导体器件对国家高新技术发展、国防及人工智能发展至关重要，测量已成为高端半导体元器件制造的必要环节，尤其是精密器件的尺寸和形貌测量，例如晶圆表面污染测量等。一般情况下，待测样品需要放置在检测台面(一般为大理石平台)上，在测量过程中待测样品一般需要根据测量情况改变位置。

2、目前，高端要求的场合则是采用精密运动平台运载样品的方式，例如将晶圆放置于多自由度运动平台上，通过编程实现晶圆位置的变换，该种方式的缺点在于成本较高，需要搭建一套完整的机械和运动控制系统，这大大增加了半导体相关设备的研发成本，迫使一般企业无法从事高端半导体相关研究。低端要求的场合一般是通过机械工装夹持待测样品，当需要改变待测样品和检测平台的相对位置时，则是移动机械工装以改变样品位置，该方式会造成待测样品和检测台面相互摩擦，从而导致：1)如果大理石基面具有很高的平面度，这种摩擦可能会损伤大理石基面的平面度，导致检测台面精密程度下降；2)如果待测样品较重，那么移动机械工装耗费能量。中端场合有采用悬浮设备挪动待测样品的方式，采用磁力预载方式，该方式要求检测台面或者导轨能被磁铁吸附，但是工业中一般采用石材作为检测台面，如大理石，在这种情况下磁力预载则无法使用。

技术实现思路

1、本发明为解决上述技术问题，提供了一种正负压切换的气浮轴承装置，通过正压以非接触的方式搬运待测样品，通过正压转换为负压来吸附检测台面以实现位置固定，同时本发明的装置对检测台面或导轨的导磁性没有要求，通用性更好，整个装置成本低、结构简单。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、本发明提出一种正负压切换的气浮轴承装置，包括：机械本体结构，所述机械本体结构的底部设置有凹槽，所述机械本体结构的底部设置有贯通孔，所述贯通孔一侧连接至所述气膜，所述贯通孔的另一侧连接至压力传感器；正压节流器，所述正压节流器通过粘接方式嵌入到机械本体结构底部凹槽中；进气管，所述进气管通过螺纹的方式旋入所述机械本体结构的侧边；拉法尔管，所述拉法尔管的一端与所述进气管联通，另一端联通到特殊流道；正负压切换模块，所述正负压切换模块放置于所述基座的底部靠外的滑道内，所述正负压切换模块能够水平滑动，当所述正负压切换模块3处于中间位置时，所述正负压切换模块将所述贯通孔堵住，当所述正负压切换模块滑动到边缘位置时，所述贯通孔与大气联通；所述气浮轴承装置位于检测台面时，如果所述进气管通入正压气源，通过滑动所述正负压切换模块使所述气浮轴承装置悬浮于所述检测台面或者吸附于所述检测台面。

4、本发明上述的正负压切换的气浮轴承装置还具有如下附加技术特征：

5、根据本发明的一个实施例，如果所述进气管通入正压气源，当所述正负压切换模块处于中间位置时，所述气浮轴承装置悬浮于所述检测台面；当所述正负压切换模块滑动到两侧位置时，所述气浮轴承装置吸附于所述检测台面。

6、根据本发明的一个实施例，上述的气浮轴承装置还包括：气压传感器，所述机械本体结构的背部对应贯通孔位置设置有装夹位，所述气压传感器通过胶水粘接嵌入所述装夹位中，所述气压传感器用于检测悬浮气膜特定位置气压。

7、根据本发明的一个实施例，上述的气浮轴承装置还包括：显示屏；电路板，所述电路板用于控制所述显示屏显示气浮轴承装置的状态信息、悬浮高度、气压信息和电量，所述状态信息包括：悬浮状态和吸附状态。

8、根据本发明的一个实施例，所述电路板具体用于：处理所述气压传感器检测的实际气膜气压并根据气膜气压和悬浮高度的函数关系计算出气膜的悬浮高度。

9、根据本发明的一个实施例，上述的气浮轴承装置还包括：上盖，所述上盖盖在所述电路板的上方，所述上盖具备承托待检测样品和保护电路板的功能，以使所述待检测样品悬浮于所述检测台面或者吸附于所述检测台面。

10、本发明的有益效果：

11、本发明提出一种包含拉法尔管和阵列微孔节流的正负压快速切换气浮轴承装置，仅需正压气源，通过滑动正负压切换模块即可实现气浮轴承装置悬浮/吸附状态的快速切换，从而可以以非接触的方式搬运待测样品或者固定样品，同时对检测台面或导轨的导磁性没有要求，通用性好，整个装置成本低、结构简单。

技术特征：

1.一种正负压切换的气浮轴承装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的正负压切换的气浮轴承装置，其特征在于，如果所述进气管通入正压气源，当所述正负压切换模块处于中间位置时，所述气浮轴承装置悬浮于所述检测台面；如果所述进气管通入正压气源，当所述正负压切换模块滑动到两侧位置时，所述气浮轴承装置吸附于所述检测台面。

3.根据权利要求2所述的正负压切换的气浮轴承装置，其特征在于，还包括：气压传感器，所述机械本体结构的背部对应贯通孔位置设置有装夹位，所述气压传感器通过胶水粘接嵌入所述装夹位中，所述气压传感器用于检测悬浮气膜特定位置气压。

4.根据权利要求3所述的正负压切换的气浮轴承装置，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求4所述的正负压切换的气浮轴承装置，其特征在于，所述电路板具体用于：

6.根据权利要求1所述的正负压切换的气浮轴承装置，其特征在于，还包括：上盖，所述上盖盖在所述电路板上，所述上盖具备用于承托待检测样品，以使所述待检测样品悬浮于所述检测台面或者吸附于所述检测台面。

技术总结
本发明公开了一种正负压切换的气浮轴承装置，包括：用于传输气流的流道结构，正压节流器通过粘接方式嵌入到机械本体结构底部，在正压节流器下方形成悬浮气膜，将拉法尔管内置到机械本体结构中，只需要给装置提供正压气源，在正压节流器下方形成高压气膜，此时气浮轴承装置处于悬浮状态。当负压模块打开特定气流出口时，正压气流优先从该特定出口流出，气浮轴承装置处于吸附固定状态。本发明仅需正压气源，通过负压模块即可实现气浮轴承装置悬浮和吸附状态的快速切换，从而以非接触的悬浮方式搬运待测样品，以吸附方式固定待测样品，该装置对基座或导轨的导磁性没有要求，整个装置成本低、结构简单，可更方便用于半导体元器件的搬运检测领域。

技术研发人员：刘浩
受保护的技术使用者：中轴精控（广州）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8