CN105470085A - 一种高真空内移动测束法拉第驱动装置 - Google Patents

一种高真空内移动测束法拉第驱动装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高真空内移动测束法拉第驱动装置，包括高真空密封腔室，高真空密封腔室外设有驱动装置，高真空密封腔室内设有移动法拉第，驱动装置驱动移动法拉第于高真空密封腔室内移动以开展检测，高真空密封腔室内设有平行布置的丝杆螺母副组件和滑动导轨组件，移动法拉第同时与丝杆螺母副组件和滑动导轨组件相连，驱动装置驱动丝杆螺母副组件运动以带动移动法拉第沿滑动导轨组件移动。本发明具有结构简单紧凑、移动平稳性好、真空密封性好的优点。

Description

一种高真空内移动测束法拉第驱动装置
技术领域
本发明主要涉及到集成电路离子注入技术领域，具体涉及一种高真空内移动测束法拉第驱动装置。
背景技术
在离子束在水平方向扫开成条带状后，在注入晶片前需要用移动法拉第来对束流指标进行测量，移动法拉第在高真空区内左右往复运动实现束流测量。如附图1所示，现有技术中，在高真空腔室内设有以水平悬臂8，将移动法拉第3固定在悬臂8上，在电机驱动下使得悬臂8水平运动以带动移动法拉第3往复运动，来实现水平往复扫描运动接测束流值。
此方案存在以下技术问题：
（1）结构复杂，需要在电机端为悬臂8预留运动空间；并且由于悬臂8在往复运动中平稳性较差，进而对移动法拉第3的平稳产生影响，最终影响了测量精确性。
（2）此方案运动轴的密封采用抱轴和滑动的双重密封，真空密封性差，需定期更换动密封圈，使用成本高，整套装置寿命较短。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于：针对现有技术存在的问题，提供一种结构简单紧凑、移动平稳性好、真空密封性好的高真空内移动测束法拉第驱动装置。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种高真空内移动测束法拉第驱动装置，包括高真空密封腔室，所述高真空密封腔室外设有驱动装置，所述高真空密封腔室内设有移动法拉第，所述驱动装置驱动移动法拉第于高真空密封腔室内移动以开展检测，所述高真空密封腔室内设有平行布置的丝杆螺母副组件和滑动导轨组件，所述移动法拉第同时与丝杆螺母副组件和滑动导轨组件相连，所述驱动装置驱动丝杆螺母副组件运动以带动移动法拉第沿滑动导轨组件移动。
作为本发明的进一步改进，所述丝杆螺母副组件包括相配合的丝杆和丝杆螺母，所述丝杆与驱动装置连接，所述滑动导轨组件包括导轨和沿导轨自由滑动的滑块，所述移动法拉第通过连接板同时与丝杆螺母和滑块连接。
作为本发明的进一步改进，所述滑动导轨组件为两套，所述丝杆螺母副组件平行布置于两套滑动导轨组件之间。
作为本发明的进一步改进，所述丝杆螺母副组件包括滚珠丝杆螺母副。
作为本发明的进一步改进，所述高真空密封腔室的腔壁上设有密封连接组件，所述驱动装置通过密封连接组件与丝杆螺母副组件连接，所述密封连接组件包括磁流体密封旋转轴和两个滑块联轴器，所述磁流体密封旋转轴一端通过一个滑块联轴器与驱动装置连接，所述磁流体密封旋转轴的另一端伸入高真空密封腔室内并通过另一个滑块联轴器与丝杆螺母副组件连接。
作为本发明的进一步改进，所述驱动装置包括电机和电机安装座，所述电机固定于电机安装座的一端上，所述电机安装座的另一端与磁流体密封旋转轴固定连接，所述电机安装座设有空心部，连接电机与磁流体密封旋转轴的滑块联轴器设于空心部内。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
（1）本发明的高真空内移动测束法拉第驱动装置，由于在高真空密封腔室内采用丝杆螺母副组件与滑动导轨组件配合运动的形式带动移动法拉第运动，使得在高真空密封腔室内不用再设置水平悬臂，无需为悬臂预留运动空间，使得本发明结构简单紧凑；同时由于取消了悬臂，使得本发明刚性好，移动法拉第在往复运动中平稳性好，运动精度高，确保了测量的精确度。
（2）本发明的高真空内移动测束法拉第驱动装置，在高真空密封腔室的腔壁上设置磁流体密封旋转轴，能够确保本发明的高真空密封腔室内的真空密封性，满足设备的高真空要求；同时，磁流体密封旋转轴无需定期更换密封圈，提高了本发明的使用寿命，降低了使用成本。
附图说明
图1是现有技术的剖视结构原理示意图。
图2是本发明的高真空内移动测束法拉第驱动装置的剖视结构原理示意图。
图3是本发明的高真空内移动测束法拉第驱动装置的局部立体结构原理示意图。
图例说明：
1、高真空密封腔室；2、驱动装置；21、电机；22、电机安装座；3、移动法拉第；4、丝杆螺母副组件；41、丝杆；42、丝杆螺母；5、滑动导轨组件；51、导轨；52、滑块；6、连接板；7、密封连接组件；71、磁流体密封旋转轴；72、滑块联轴器。
具体实施方式
以下结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细说明。
如图2和图3所示，本发明提供一种高真空内移动测束法拉第驱动装置，包括高真空密封腔室1，高真空密封腔室1外设有驱动装置2，高真空密封腔室1内设有移动法拉第3，驱动装置2驱动移动法拉第3于高真空密封腔室1内移动以开展检测。高真空密封腔室1内设有平行布置的丝杆螺母副组件4和滑动导轨组件5，移动法拉第3同时与丝杆螺母副组件4和滑动导轨组件5相连，驱动装置2驱动丝杆螺母副组件4运动以带动移动法拉第3沿滑动导轨组件5移动。由于在高真空密封腔室1内采用丝杆螺母副组件4与滑动导轨组件5配合运动的形式，使得在高真空密封腔室1内不用再设置水平悬臂，移动法拉第3通过滑动导轨组件5直接挂载于高真空密封腔室1内，并通过运动的丝杆螺母副组件4带动实现在高真空密封腔室1内往复运动以开展检测。使得本发明无需为悬臂预留运动空间，结构简单紧凑；同时由于取消了悬臂，使得本发明刚性好，移动法拉第3在往复运动中平稳性好，运动精度高，确保了测量的精确性。
进一步，在较佳实施例中，丝杆螺母副组件4包括相配合的丝杆41和丝杆螺母42，丝杆41与驱动装置2连接，滑动导轨组件5包括导轨51和沿导轨51自由滑动的滑块52，移动法拉第3通过连接板6同时与丝杆螺母42和滑块52连接。在本实施例中，滑动导轨组件5的导轨51固定安装在高真空密封腔室1内的腔体上，导轨51和丝杆41相互平行设置，移动法拉第3通过连接板6与滑块52连接，实现挂载于高真空密封腔室1内。当驱动装置2驱动丝杆41旋转运动，势必会导致相配合的丝杆螺母42发生水平位移；进而带动与丝杆螺母42连接的连接板6同步移动，使得固定在连接板6上的移动法拉第3沿着导轨51水平移动。
进一步，在较佳实施例中，滑动导轨组件5为两套，丝杆螺母副组件4平行布置于两套滑动导轨组件5之间。丝杆螺母副组件4包括运动精度高的滚珠丝杆螺母副；滑动导轨组件5包括高真空用自润滑直线导轨组件，其具有使用寿命长、免保养的优点。两套滑动导轨组件5进一步确保了移动法拉第3稳固的挂载在高真空密封腔室1内；丝杆螺母副组件4采用双导程的滚珠丝杠丝杆螺母副，能确保移动法拉第3的精准移动，提高测量的精确度。
进一步，在较佳实施例中，高真空密封腔室1的腔壁上设有密封连接组件7，驱动装置2通过密封连接组件7与丝杆螺母副组件4连接，密封连接组件7包括磁流体密封旋转轴71和两个滑块联轴器72，磁流体密封旋转轴71一端通过一个滑块联轴器72与驱动装置2连接，磁流体密封旋转轴71的另一端伸入高真空密封腔室1内并通过另一个滑块联轴器72与丝杆螺母副组件4的丝杆41连接。由于本发明应用的特殊性，工作时高真空密封腔室1内为高真空状态，为确保实验的精准，必须确保高真空密封腔室1的密封。故本发明在高真空密封腔室1的腔壁上设置磁流体密封旋转轴71，磁流体密封旋转轴71通过两端的滑块联轴器72，将驱动装置2的驱动扭距传递给丝杆41，使丝杆41发生转动。磁流体密封旋转轴71具有极佳的密封效果，能够确保本发明的高真空密封腔室1的真空密封性，满足设备的高真空要求。同时，磁流体密封旋转轴71无需定期更换密封圈，提高了本发明的使用寿命，降低了使用成本。通过在磁流体密封旋转轴71的两端设置滑块联轴器72，能够很好的将驱动装置2的驱动扭距传递给丝杆41，确保动力输出的平稳性。
进一步，在较佳实施例中，驱动装置2包括电机21和电机安装座22，电机21通过螺钉固定于电机安装座22一端的法兰上，电机安装座22的另一端法兰与磁流体密封旋转轴71固定连接。电机安装座22设有空心部，连接电机21与磁流体密封旋转轴71的滑块联轴器72设于空心部内，提高了连接的稳固性，缩短了连接距离。同时，电机安装座22的侧壁开有安装槽，便于滑块联轴器72的对接安装。在本实施例中，电机21为带高分辩率编码器的伺服电机。
以下为上述实施例的高真空内移动测束法拉第驱动装置的工作原理：
工作时，电机21转动，先将扭距通过与之相连的大气区的滑块联轴器72传递到高真空磁流体密封旋转轴71，联动高真空磁流体密封旋转轴71另一端的高真空区的滑块联轴器72旋转，通过高真空区的滑块联轴器72使得与之连接的丝杆41转动，从而驱动丝杆螺母42在丝杆41上水平移动，丝杆螺母42的移动带动连接板6移动，最终带动移动法拉第3使之沿着导轨51水平移动。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种高真空内移动测束法拉第驱动装置，包括高真空密封腔室（1），所述高真空密封腔室（1）外设有驱动装置（2），所述高真空密封腔室（1）内设有移动法拉第（3），所述驱动装置（2）驱动移动法拉第（3）于高真空密封腔室（1）内移动以开展检测，其特征在于，所述高真空密封腔室（1）内设有平行布置的丝杆螺母副组件（4）和滑动导轨组件（5），所述移动法拉第（3）同时与丝杆螺母副组件（4）和滑动导轨组件（5）相连，所述驱动装置（2）驱动丝杆螺母副组件（4）运动以带动移动法拉第（3）沿滑动导轨组件（5）移动。
2.根据权利要求1所述的高真空内移动测束法拉第驱动装置，其特征在于，所述丝杆螺母副组件（4）包括相配合的丝杆（41）和丝杆螺母（42），所述丝杆（41）与驱动装置（2）连接，所述滑动导轨组件（5）包括导轨（51）和沿导轨（51）自由滑动的滑块（52），所述移动法拉第（3）通过连接板（6）同时与丝杆螺母（42）和滑块（52）连接。
3.根据权利要求2所述的高真空内移动测束法拉第驱动装置，其特征在于，所述滑动导轨组件（5）为两套，所述丝杆螺母副组件（4）平行布置于两套滑动导轨组件（5）之间。
4.根据权利要求1所述的高真空内移动测束法拉第驱动装置，其特征在于，所述丝杆螺母副组件（4）包括滚珠丝杆螺母副。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的高真空内移动测束法拉第驱动装置，其特征在于，所述高真空密封腔室（1）的腔壁上设有密封连接组件（7），所述驱动装置（2）通过密封连接组件（7）与丝杆螺母副组件（4）连接，所述密封连接组件（7）包括磁流体密封旋转轴（71）和两个滑块联轴器（72），所述磁流体密封旋转轴（71）一端通过一个滑块联轴器（72）与驱动装置（2）连接，所述磁流体密封旋转轴（71）的另一端伸入高真空密封腔室（1）内并通过另一个滑块联轴器（72）与丝杆螺母副组件（4）连接。
6.根据权利要求5所述的高真空内移动测束法拉第驱动装置，其特征在于，所述驱动装置（2）包括电机（21）和电机安装座（22），所述电机（21）固定于电机安装座（22）的一端上，所述电机安装座（22）的另一端与磁流体密封旋转轴（71）固定连接，所述电机安装座（22）设有空心部，连接电机（21）与磁流体密封旋转轴（71）的滑块联轴器（72）设于空心部内。
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