CN106460811A - 用于在精密系统及应用中的电机驱动组件的抗背隙机构 - Google Patents

Abstract

可使用抗背隙装置减小或消除精密系统(例如泵抽系统)中的背隙，所述抗背隙装置具有耦合到活塞且相对于所述活塞固定的第一螺母。所述第一螺母及第二螺母可与驱动所述活塞的电机的导螺杆啮合。限制或防止所述第一螺母与所述第二螺母之间的相对旋转。偏压构件维持沿所述导螺杆的所述第一螺母与所述第二螺母之间的间隔关系，使得所述第一螺母保持与所述导螺杆啮合以借此在由所述电机使所述导螺杆旋转时减小或消除背隙。

Description

用于在精密系统及应用中的电机驱动组件的抗背隙机构

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2014年5月28日申请的第62/004,117号美国临时申请案的优先权权利，所述临时申请案的全文(包含附件)以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明大体上涉及抗背隙机构，且更特定来说，本发明涉及一种用于半导体制造及其它精密应用中的电机驱动组件(例如活塞或阀)的抗背隙机构。

背景技术

在机械系统中，部件之间的空隙或间隙可在未将可观力或运动施加到机械序列中的下一部件的情况下引起一个部件在一个方向上移动。这称为背隙且为机械系统的已知特性。

背隙可允许润滑、制造误差、负载下挠曲、热膨胀等等。实际上，许多应用允许某一背隙来防止卡住。

然而，对于一些应用，背隙可为非所要的。其实，可期望最小或零背隙用于精密应用。

举例来说，用于半导体制造过程中的单级泵及多级泵需要提供对将流体施配到(例如)晶片上所依据的量及/或速率的精密控制。然而，这些泵中的电机驱动活塞组合件会经受背隙，这会减小其准确度。作为另一实例，背隙会成为感测及控制应用(其中由电机驱动阀打开及关闭)的争议。作为又一实例，采用电机驱动阀的液体流控制系统会经受背隙。

当前抗背隙解决方案可对由各种因素(例如制造容限、流体流方向、用于添加抗背隙装置的可用空间、归因于添加抗背隙装置的可放置于电机上的额外负载、电机大小、可由电机产生的额外热量等等)约束的某些应用有颇多限制或甚至不适用于所述应用。举例来说，一种抗背隙解决方案可涉及增大电机的功率来消除背隙。然而，如果提供更大功率，那么电机也产生更多热量。在其中使用温度敏感流体的应用中，此抗背隙解决方案将不可行或非所要的，这是因为较高温度会损害流体。此外，如果需要增大电机的大小来提供更大功率，那么此抗背隙解决方案将不适用于其中空间受限制或约束的系统或将不期望此抗背隙解决方案用于其中空间受限制或约束的系统。

鉴于上文，仍需要抗背隙解决方案用于精密系统，例如半导体制造过程流体输送、施配及流动控制系统。本文所揭示的实施例可处理此需要及其它。

发明内容

根据所揭示的实施例的抗背隙装置可包含具有第一啮合特征件及第一旋转锁定特征件的第一螺母。所述第一啮合特征件可为许多啮合特征件中的一者，其包含内螺纹及滚珠(在滚珠螺杆布置中)。所述第一螺母的所述第一啮合特征件经结构化以与电机的导螺杆啮合。所述第一螺母耦合到由所述电机驱动的活塞且相对于所述活塞固定。

所述抗背隙装置可进一步包含具有第二啮合特征件及第二旋转锁定特征件的第二螺母。如同所述第一啮合特征件，所述第二啮合特征件可为许多啮合特征件中的一者，其包含内螺纹及滚珠。所述第二螺母的所述第二啮合特征件还经结构化以与所述导螺杆啮合。所述第二螺母的所述第二旋转锁定特征件及所述第一螺母的所述第一旋转锁定特征件可互补，使得其可经耦合或互锁以限制或防止所述第一螺母与所述第二螺母之间的相对旋转。

所述抗背隙装置可进一步包含弹簧力偏压构件，其用于维持沿所述导螺杆的所述第一螺母与所述第二螺母之间的间隔关系，使得所述第一螺母的所述第一啮合特征件保持与所述导螺杆啮合以借此在由所述电机使所述导螺杆在第一方向上旋转时减小或消除背隙。所述第二螺母的所述第二啮合特征件可保持与所述导螺杆啮合以借此在由所述电机使所述导螺杆在第二方向上旋转时减小或消除背隙。

所述抗背隙装置可为活塞组合件的部分。所述活塞可具有隔膜及空腔，所述空腔用于容置所述抗背隙装置的全部或大部分。所述活塞可包含：开口，其位于远离所述隔膜的端处以用于接纳所述第一螺母；及侧开口，其用于接纳固定螺钉以防止反向旋转或防止所述第一螺母退出。所述活塞组合件可包含抗旋转机构来防止所述抗背隙机构相对于所述活塞旋转。

所述活塞组合件可为施配泵的部分，所述施配泵又可为泵抽系统的部分。所述活塞组合件进一步包括抗旋转机构来防止所述抗背隙机构相对于所述活塞旋转。所述抗背隙装置可沿所述导螺杆与所述电机间隔开一距离。具体来说，所述第一螺母、所述第二螺母及所述偏压构件可沿所述导螺杆轴向对准且穿过所述导螺杆。所述第一螺母可定位成比所述第二螺母更接近于所述电机。

众多其它实施例也是可能的。

将在结合以下描述及附图考虑时更好地了解及理解本发明的这些及其它方面。尽管以下描述指示本发明的各种实施例及其众多特定细节，但以下描述仅供说明且不是限制性的。可在本发明的范围内作出许多替换、修改、添加或重新布置，且本发明包含所有此类替换、修改、添加或重新布置。

附图说明

包含附于本说明书且构成本说明书的部分的图式来描绘本发明的某些方面。将通过参考图式中所说明的示范性且因此非限制性实施例而使本发明及本发明所提供的系统的组件及操作的更清楚印象变得更容易明白，其中相同元件符号标示相同组件。应注意，图式中所说明的特征未必按比例绘制。

图1描绘示范性泵抽系统的图解表示。

图2描绘示范性多级泵的图解表示。

图3A及3B描绘用于示范性多级泵的阀及电机时序图。

图4A及4B是说明背隙事件的实例及通过操纵就绪压力而消除背隙事件的曲线图。

图5A描绘示范性电机驱动活塞组合件的分解透视图，其中抗背隙机构的一个实施例安装于活塞上。

图5B描绘示范性电机驱动活塞组合件的横截面图，其中抗背隙机构的一个实施例安装于活塞上。

图6A及6B是例示本文所揭示的抗背隙机构可如何消除背隙(不管就绪压力设置如何)的曲线图。

具体实施方式

参考附图中说明且以下描述中详述的非限制性实施例来更完全地解释系统及方法及其有利细节。省略众所周知的起始材料、处理技术、组件及设备的描述以免不必要地使本发明的细节不清楚。然而，应理解，尽管详细描述及特定实例指示本发明的优选实施例，但详细描述及特定实例仅供说明且不是限制性的。所属领域的技术人员将从本发明明白本发明的精神及/或范围内的各种替换、修改、添加及/或重新布置。

在描述实施例之前，可有益地描述可与各种实施例一起利用的示范性泵或泵抽系统。图1描绘泵抽系统10的图解表示。泵抽系统10可包含流体源15、泵控制器20及多级泵100，其一起工作以将流体施配到晶片25上。流体源15可为多级泵100从其获得处理流体(例如半导体制造过程流体)的任何适当源，例如贮槽、容器、流体处理系统或流体载运网络。半导体制造过程已为所属领域的技术人员所知且因此本文不再加以描述。

多级泵100的操作可由泵控制器20控制，泵控制器20可板载于多级泵100上或经由用于传送控制信号、数据或其它信息的一或多个通信链路而连接到多级泵100。泵控制器20可包含所属领域中已知的各种计算机组件，其包含处理器、存储器、接口、显示装置、外围设备或其它计算机组件。举例来说，泵控制器20可包含处理器35，其实施中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、精简指令集计算(RISC)处理器或其它处理器。合适处理器的一个实例是德州仪器公司(Texas Instruments)的TMS320F28335PGFA 16位DSP(德州仪器公司是总部设于德克萨斯州的达拉斯(Dallas,TX)的公司)。另外，泵控制器20可包含至少一个计算机可读媒体27(例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存、光盘、磁盘驱动器或其它计算机可读媒体)。

在图1的实例中，泵控制器20经由通信链路40及45而与多级泵100通信。通信链路40及45可为网络(例如所属领域中已知或开发的以太网络、工业以太网络、无线网络、全局网络、DeviceNet网络或其它网络)、总线(例如小型计算机系统接口(SCSI)总线)或其它通信链路。所属领域的技术人员已知这些通信组件。

泵控制器20可经实施为板载印刷电路板(PCB)、远程控制器，或以其它合适方式实施。泵控制器20可包含适当接口(例如工业以太网络、网络接口、输入/输出(I/O)接口、模/数转换器及其它组件)来允许泵控制器20与多级泵100、泵轨道、管理站等等通信。

泵轨道是指具有所需硬件及软件来对晶片表面执行操作(例如化学沉积或流体涂布过程)的工具或系统。借此，需要将精确容积的流体涂覆到晶片25的表面。泵控制器20可控制多级泵100中的各种阀及电机以引起多级泵100准确地施配各种类型的流体，其包含低粘度流体(即，小于5厘泊)。用于控制多级泵100的操作的控制逻辑可体现于泵控制器20、管理站及/或其它计算装置上。在泵控制器20中，控制指令30可体现于非暂时性计算机可读媒体27上。可在下列各者中找到控制方案的实例：名称为“用于泵中压力补偿的系统及方法(SYSTEM AND METHOD FOR PRESSURE COMPENSATION IN A PUMP)”的第8,029,247号美国专利、名称为“在浸没光刻系统中的流体流动控制的系统及方法(SYSTEMS AND METHODS FORFLUID FLOW CONTROL IN AN IMMERSION LITHOGRAPHY SYSTEM)”的第7,443,483号美国专利、名称为“用于使用电机校正压力变化的系统及方法(SYSTEM AND METHOD FORCORRECTING FOR PRESSURE VARIATIONS USING A MOTOR)”的第8,172,546号美国专利、名称为“用于控制流体压力的系统及方法(SYSTEM AND METHOD FOR CONTROL OF FLUIDPRESSURE)”的第7,850,431号美国专利、名称为“用于监视泵的操作的系统及方法(SYSTEMAND METHOD FOR MONITORING OPERATION OF A PUMP)”的第7,878,765号美国专利、及名称为“用于介接泵控制器的I/O系统、方法及装置(I/O SYSTEMS,METHODS AND DEVICES FORINTERFACING A PUMP CONTROLLER)”的第7,940,664号美国专利，所述专利中的每一者的全文以引用的方式并入本文中。

图2描绘多级泵100的图解表示。在此实例中，多级泵100包含供给级部分105及分离施配级部分110。从流体流视角，过滤器120经定位于供给级部分105与施配级部分110之间以从处理流体滤除或以其它方式移除杂质。

供给级部分105及施配级部分110可包含泵150、180来引导处理流体从流体源(例如图1中所展示的流体源15)流动到供给级105，到过滤器120，到施配级110，到施配或使用点。为控制流体流动，多级泵100包含数个阀，其包含(例如)入口阀125、隔离阀130、阻障阀135、清洗阀140、排气阀145及出口阀147。这些阀经打开或关闭以允许或限制流体流动到多级泵100的各种部分。举例来说，这些阀可为根据是否确证压力或真空而打开或关闭的气动(即，气体驱动)隔膜阀。然而，可使用任何合适阀。

在图2的实例中，供给级泵150(“供给泵150”)包含：供给腔室155，其用于收集流体；供给级隔膜160，其用于在供给腔室155内移动且排出流体；活塞165，其用于移动供给级隔膜160；导螺杆170，其连接到活塞165；及供给电机175(例如步进电机)，其用于驱动导螺杆170且因此驱动活塞165。作为实例，导螺杆170可通过螺母、齿轮或其它机构而耦合到电机175以将能量从电机175赋予导螺杆170。具体来说，电机175可操作以使螺母旋转，螺母又将线性运动赋予导螺杆170以引起活塞165致动。

类似地，在图2的实例中，施配级泵180(“施配泵180”)包含施配腔室185、施配级隔膜190、活塞192、导螺杆195及施配电机200。所属领域的技术人员应了解，各种泵可用于供给级105及施配级110中，且供给泵150及施配泵180无需限于为滚动隔膜泵。

同样地，供给电机175及施配电机200可为任何合适电机。作为实例，施配电机200可为永磁同步电机(“PMSM”)。PMSM可由数字信号处理器(“DSP”)(其利用施配电机200处的利用磁场导向控制(“FOC”)或其它类型的速度/位置控制)、板载于多级泵100上的控制器、或分离泵控制器(例如图1中所展示的泵控制器20)控制。实施PMSM的施配电机200可进一步包含用于实时反馈电机位置的编码器(例如细线旋转位置编码器)。使用位置传感器能够准确且可重复地控制电机位置且因此控制活塞192的位置，这导致准确且可重复地控制施配腔室185中的流体移动。举例来说，使用2000线编码器(其将每一电机转数的8000次计数给予DSP)能准确地测量电机的旋转且以0.045度控制电机的旋转。另外，PMSM可以低速度运行且振动很小或无振动，这适用于施配操作。供给电机175也可为PMSM或步进电机。

在操作中，多级泵100可包含数个分段，其包含(但不限于)就绪分段、施配分段、填充分段、预过滤分段、过滤分段、排气分段、清洗分段及静态清洗分段。可在下列各者中找到分段及相关联的阀及电机时序的实例：名称为“用于泵的操作的系统及方法(SYSTEM ANDMETHOD FOR OPERATION OF A PUMP)”的WO 2008/066589 A2、名称为“用于泵中的阀排序的系统及方法(SYSTEM AND METHOD FOR VALVE SEQUENCING IN A PUMP)”的第8,025,486号美国专利、名称为“用于检测流体中的空气的系统及方法(SYSTEM AND METHOD FORDETECTING AIR IN A FLUID)”的WO 2013/028542 A2、及名称为“用于灌泵的方法及系统(METHOD AND SYSTEM FOR PUMP PRIMING)”的WO 2012/054706 A2，所述专利中的每一者的全文以引用的方式并入本文中。

例如，在填充分段(其还可称为供给分段)期间，打开入口阀125且供给级泵150移动(例如，牵引)供给级隔膜160以将流体吸取到供给腔室155中。一旦足够量的流体已填充供给腔室155，则关闭入口阀125。在过滤分段期间，供给级泵150移动供给级隔膜160以从供给腔室155排出流体。隔离阀130及阻障阀135经打开以允许流体流动通过过滤器120而到施配腔室185。隔离阀130可经首先打开(例如，在“预过滤分段”中)以允许压力建立于过滤器120中，且接着阻障阀135经打开以允许流体流入到施配腔室185中。在过滤分段期间，可使施配泵180恢复到其原位(在一些情况中，其可为可变原位)。

可在下列各者中找到可变原位施配系统的实例：名称为“用于可变原位施配系统的系统及方法(SYSTEM AND METHOD FOR A VARIABLE HOME POSITION DISPENSE SYSTEM)”的第8,292,598号美国专利；及名称为“用于可变原位施配系统的系统及方法(SYSTEM ANDMETHOD FOR VARIABLE HOME POSITION DISPENSE SYSTEM)”的WO 2006/057957 A2，所述专利中的每一者的全文以引用的方式并入本文中。作为实例，可基于针对施配循环的各种参数而选择施配级隔膜190的原位，使得施配泵180处的施配腔室185含有足够量的流体(其可小于施配腔室185的最大容量)以执行所述施配循环的各种步骤，同时最小化施配泵180中的滞留容积。类似地，可使供给泵150到达原位，所述原位界定小于流体的最大容量的流体量的容积。

随着流体流入到泵中的腔室中，流体的压力增大。在图2的实例中，供给泵150包含压力传感器114，其耦合到供给腔室155以测量供给级105处的流体压力。同样地，施配泵180包含压力传感器112，其耦合到施配腔室185以测量施配级110处的流体压力。压力传感器可与上文所描述的控制逻辑(例如泵控制器20)通信。由压力传感器112及压力传感器114测量的压力可由控制逻辑用于控制各种泵的速度，执行统计分析，及确定施配是否为良好施配。合适压力传感器(其还称为压力换能器(pressure transducer))的实例可包含(但不限于)压阻式(压电式)压力传感器及电容式压力传感器，其包含由德国的Nellmersbach的Metallux AG制造的陶瓷压力传感器及聚合物压力传感器。

实施例可至少部分基于从传感器112及114接收的测量而调节/控制供给级105及施配级110两者处的流体压力。举例来说，当施配腔室185中的流体压力在过滤分段期间达到预定义压力设置点(例如由压力传感器112所测量)时，施配泵180可开始抽出施配级隔膜190。换句话说，施配泵180经控制以增大施配腔室185的可用容积以允许流体流入到施配腔室185中。这可(例如)通过使施配电机200以预定义速率反转而完成以引起施配腔室185中的压力减小。

在施配期间，当施配腔室185中的流体压力下降到低于设置点(在系统的容限内)时，供给电机175的电机速率可经增大以引起施配腔室185中的压力上升且达到设置点。当施配腔室185中的流体压力超过设置点(在系统的容限内)时，供给电机175的电机速率可经减小以导致下游施配腔室185中的压力变小。可重复增大及减小供给电机175的速度的过程，直到施配泵180到达可在所述点停止两个电机的原位。

在名称为“用于泵的操作的系统及方法”的上文所引用的WO 2008/066589 A2中，由施配侧处的压力传感器进行压力测量(“施配压力”)。本文所揭示的实施例进一步包含用于感测供给(填充)侧处的流体压力(“填充压力”)的压力传感器。检测填充侧处的填充压力及填充压力的变化的能力可为有益的。举例来说，其可允许系统检测施配级之前的问题或争议(例如，填充线中或过滤器处的空气)且提供早期预警及/或采取适当动作来处理或解决当前问题或争议。

作为实例，参考图3A(其展示用于图2的多级泵100的操作的各种分段的阀及施配电机时序)，在排气分段开始时，打开隔离阀130且打开排气阀145。供给泵150经控制以将压力施加到流体以通过打开的排气阀145而从过滤器120移除空气泡。如图3A中所展示，阻障阀135可在所述排气分段期间保持打开且在所述排气分段结束时关闭。如果如此，那么可检测过滤器120中的压力(例如，通过控制器，例如上文所描述的泵控制器20)，这是因为可由压力传感器112测量的施配腔室185中的压力会受过滤器120中的压力影响。当关闭阻障阀135时，仍可检测过滤器120中的压力，这是因为可由压力传感器114测量的供给腔室155中的压力会受过滤器120中的压力影响。

尽管若干阀在图3A中经展示为在分段改变期间同时关闭，但阀的关闭时间可略微错开(例如100微秒)以减小压力尖峰。举例来说，在排气分段与清洗分段之间，可在打开排气阀145之前短暂关闭隔离阀130。然而，应注意，可在各种实施例中利用其它阀时序。另外，可一起执行分段中的若干者(例如，可同时执行填充/施配级，在所述情况中，可在施配/填充分段中打开入口阀及出口阀两者)。应进一步注意，不必使每一循环重复特定分段。举例来说，可无需每一个循环执行清洗分段及静态清洗分段。类似地，可无需每一个循环执行排气分段，如图3B中所例示。此外，可使用任何合适阀及电机时序。

供给泵150可经控制以引起排气以预定义速率发生以允许较长排气时间及较低排气速率，借此允许准确地控制废气排放量。如果供给泵150是气动式泵，那么可对泄流路径设置流体流限制，且施加到供给泵150(且由压力传感器114测量)的气动压力可经增大或减小以维持“排气”设置点压力以提供否则不受控方法的某一控制。

如图3A及3B中所说明，可在分段期间(例如，在清洗分段开始时，如下文所解释)执行空气检测测试。为执行空气检测测试，阻障阀135、清洗阀140及出口阀147可经关闭以使施配腔室185隔离。施配电机200经控制以使施配腔室185达到所要压力(例如，每平方英寸5磅(5psi))。接着，使施配电机200移动固定距离且确定施配腔室185中的压力(P)的变化(Δ)。可通过确定针对经隔离的施配腔室185(或泵抽系统的其它隔离部分)的容积的固定变化的压力变化(ΔP)而确定施配腔室185(或所述泵抽系统的隔离部分，其包含直到喷嘴之前的输出阀147或其它阀的管道)中的空气量，如名称为“用于检测流体中的空气的系统及方法”的上文所引用的WO 2013/028542 A2中所论述。

在一些实施例中，施配电机200可经控制以维持预定义压力变化(例如，由用户经由到泵抽系统的接口定义)。为实现所述预定义压力变化，控制器可确定施配腔室185中的可用容积的适当变化且控制施配电机200相应地移动活塞192。此外，可使用此测量来确定施配腔室185或泵抽系统的隔离部分(其包含直到喷嘴之前的输出阀147或其它阀的管道)中的空气量，如名称为“用于检测流体中的空气的系统及方法”的上文所引用的WO 2013/028542 A2中所论述。在一些情况中，如果所检测的空气的测量小于阈值量，那么可略过清洗及/或静态清洗分段以缩短循环时间。如果所检测的空气量大于阈值，那么可采取预警或校正动作。

在一些情况中，在清洗分段期间，关闭隔离阀130，关闭阻障阀135，关闭排气阀145，打开清洗阀140，且关闭出口阀147。如图3A及3B中所说明，在打开清洗阀140之前可存在延迟，在打开清洗阀140期间使施配腔室185隔离。施配泵180可将压力施加到施配腔室185中的流体，使得可执行空气检测测试。

在清洗分段期间，当打开清洗阀140时，施配泵180将压力施加到施配腔室185中的流体以通过清洗阀140而排放空气泡。在静态清洗分段期间，停止施配泵180，但清洗阀140保持打开以继续排放空气。清洗或静态清洗分段期间所移除的任何过量流体可从多级泵100流出(例如，返回到流体源15、贮存槽，或被舍弃)或再循环到供给级105。

如图3A及3B中所例示，可在就绪分段期间关闭所有阀。在一些情况中，可打开隔离阀130及阻障阀135且关闭清洗阀140，使得供给泵150可达到流体源(例如源容器或贮存槽)的环境压力。

在施配分段期间，出口阀147打开且施配泵180将压力施加到施配腔室185中的流体。因为出口阀147可比施配泵180更慢地对控制作出反应，所以可首先打开出口阀147，且在某预定时间段之后起动施配电机200。这防止施配泵180推动流体通过部分打开的出口阀147或在某一时间段内将流体推入到关闭阀中。此外，这防止流体因阀打开而一直移动到施配喷嘴，接着防止因电机动作的向前流体运动。在一些情况中，可打开出口阀147且施配泵180可同时开始施配。

还可执行其它分段。举例来说，回吸分段可经执行以移除施配喷嘴中的过量流体。在所述回吸分段期间，出口阀147可关闭且辅助电机或真空可用于从出口喷嘴吸出过量流体。替代地，出口阀147可保持打开且施配电机200可经反转以将流体吸回到施配腔室185中。所述回吸分段可有助于防止过量流体滴落到晶片25上。

各种阀的打开及关闭可引起流体的压力尖峰。例如，在静态清洗分段结束时关闭清洗阀140可引起施配腔室185中的压力增大。此可发生，因为当各阀关闭时，其可使少量流体排出。举例来说，清洗阀140可在其关闭时使少量流体排出到施配腔室185中。因为当归因于清洗阀140的关闭而发生压力增大时关闭出口阀147，所以如果不减小压力，那么可在后续施配分段期间发生将流体“吐出”到晶片上。为在静态清洗分段或额外分段期间释放此压力，施配电机200可经反转以使活塞192退出预定距离以补偿由阻障阀135及/或清洗阀140的关闭引起的任何压力增大。

应注意，在就绪分段期间，施配腔室185中的压力可基于隔膜性质、温度或其它因素而改变。施配电机200可经控制以补偿此压力偏移。

通过基于来自供给泵及施配泵处的压力传感器的实时反馈控制填充侧及施配侧两者处的泵操作，本文所揭示的多级泵的实施例可提供平缓流体处置且避免潜在损害性压力尖峰。如上文所论述，各种泵控制机构及阀时序可进一步有助于减少压力对处理流体的有害影响。举例来说，阀及电机时序可经选择以减少截留空间上的关闭阀。

然而，可根据所使用的泵的类型而需要额外技术特征。举例来说，滚动隔膜泵(用于单级或多级泵抽系统)中的电机驱动活塞组合件可经受可降低泵的准确度的背隙。如上文所论述，与泵活塞一起使用的传统抗背隙装置耦合到电机及导螺杆且可产生电机必须克服其以推进活塞的有效力。此有效力及其产生的热量还可不利地影响泵的准确度且潜在地损害处理流体。因此，电机侧处所实施的抗背隙装置无法用于或不适用于本文所揭示的泵抽系统的实施例，且甚至无法用于或不适用于各种精密系统(例如流体流动或阀控制系统)，其中需要精密地控制电机驱动活塞的移动。

本文所描述的实施例包含抗背隙机构(其在本文中还称为抗背隙装置)来减小或消除活塞与导螺杆之间的背隙。所述抗背隙装置仅需要克服最小额外力。相应地，本文所描述的抗背隙装置的实施例可比传统抗背隙装置允许更小电机用于驱动活塞以实现所要压力。举例来说，据估计，对于用于半导体制造的施配处理流体中的典型压力(例如5psi到30psi，且在一些情况中高达60psi)，本文所论述的抗背隙装置的实施例可比上文所论述的传统抗背隙机构允许电机更小若干倍(估计更小约3到4倍或更小25％到50％)。使用较小电机既减小泵占用面积，又减少可负面影响敏感流体的热量产生。

在一些实施例中，抗背隙装置可位于活塞外部。在其它实施例中，抗背隙机构可完全或部分地位于活塞内部以允许在一些情况中将以其它方式被浪费的空间用于增大活塞操作的准确度或可重复性。

抗背隙装置可与导螺杆及/或活塞的任何合适布置一起使用。抗背隙装置可用于多级或单级泵中。在多级泵中，抗背隙装置可用于供给级、施配级、或供给级及施配级两者处。

在本文所揭示的实施例中，抗背隙装置可增大测试(例如空气检测及施配确认测试)的可靠性。特定来说，可发生于泵中的一个问题是：背隙事件可发生于低压力处。这在图4A中说明。

如果施配分段或空气检测测试开始于过低的压力处，那么施配确认或空气检测测试会受背隙事件影响以使测试不可靠。举例来说，如果背隙发生于泵中的小于2psi的施配腔室就绪压力处，那么施配确认测试无法可靠地用于具有小于2psi的就绪压力的泵设置(例如，配方)。

此问题的先前解决方案是将就绪压力(其为系统设置值)设置为较高值(例如3psi，使用先前实例)。这在图4B中说明。应注意，在图4B中，当将就绪压力设置为3psi时，消除图4A中所展示的背隙事件。

然而，此解决方案无法使希望使用具有就绪压力(其具有较低压力(例如，具有1psi，依照先前实例))的泵设置的用户满意。因此，需要抗背隙装置，其可使所述处发生背隙事件的压力移位到较低压力(其包含负压力)以允许用户设置较低就绪压力，同时维持可靠地执行空气检测测试、施配确认测试或其它测试的能力。

图5A及5B是具有抗背隙机构560的电机驱动活塞组合件500的一个实施例的视图。组合件500包括电机505、导螺杆510、活塞530、外壳540、耦合到活塞530的隔膜550、及抗背隙机构560。活塞530通过抗背隙机构560而可操作地耦合到导螺杆510。当导螺杆510转动(即，通过电机505而旋转)时，抗背隙机构560平移以使在外壳540中移动活塞530以致动隔膜550。根据一个实施例，隔膜550是滚动隔膜，其具有在活塞530与外壳540之间的间隙(空间)531中滚动及展开的部分552(参阅图5B)。

可减少或防止活塞530及抗背隙机构560随着导螺杆510旋转而旋转。举例来说，导件、轨道或其它特征件可用于防止或限制活塞530相对于外壳540旋转。根据一个实施例，隔膜550可固定到外壳540或其它结构(例如，通过使部分夹置于外壳540与施配块之间，如名称为“用于泵的操作的系统及方法”的上文所引用的WO 2008/066589 A2中所描述)，且活塞530可以防止或限制活塞530相对于隔膜550旋转的方式耦合到隔膜550。此外，抗背隙机构560可以防止或限制抗背隙机构560相对于活塞530旋转的方式耦合到活塞530。

抗背隙机构560包括第一螺母562、第二螺母564及弹簧力偏压构件(弹簧)566。在一些情况中，螺母562或螺母564可经集成为活塞530的部分。第一螺母562具有一组第一螺母内螺纹或其它特征件(例如滚珠螺杆布置中的滚珠)来啮合导螺杆510的螺纹，且第二螺母564具有一组第二螺母内螺纹或其它特征件来啮合导螺杆510的螺纹。第一螺母562及第二螺母564啮合导螺杆510的螺纹，使得第一螺母562及第二螺母564可随着导螺杆510旋转而沿导螺杆510平移。螺纹整个时间(当由电机505使导螺杆510旋转时)与导螺杆510啮合，且一旦电机505移动，导螺杆510移动，且活塞530移动，那么螺纹准备移动。不存在滞后且因此无背隙。

可使第一螺母562及第二螺母564沿导螺杆510维持间隔关系，使得在第一螺母562及第二螺母564的面向表面之间的轴向方向上存在间隙。根据一个实施例，第二螺母564可能够沿导螺杆510相对于第一螺母562略微平移，使得第一螺母562与第二螺母564之间的间隙大小可改变(如由(例如)弹簧566所约束)。在一些实施例中，第一螺母562与第二螺母564之间的间隙大小可由弹簧力、摩擦、物理停止器等等限制。第一螺母562与第二螺母564之间的相对旋转可由旋转锁定特征件(例如一或多个凹口、凹槽、凹陷部568及一或多个棘爪、掣子、突出部567)或其它互补锁定特征件限制或防止。

弹簧566可包括压缩弹簧或其它弹簧力偏压构件，其可通过弹簧力而将第一螺母562及第二螺母564偏压(推动或牵拉)到一起或分开。弹簧力(F)是指由弹簧施加的力且依据弹簧受压缩或牵拉/延伸的位移或距离(d)及取决于弹簧的材料及形状的弹簧常数(k)而变化，使得F＝kd。在一些实施例中，弹簧566可为将第一螺母562及第二螺母564偏压分开的压缩弹簧。在所说明的布置中，导螺杆510穿过第一螺母562、压缩弹簧566及第二螺母564。在此实例中，弹簧566邻接第一螺母562及第二螺母564且将其偏压分开。

也就是说，弹簧566在轴向方向上推动第一螺母562朝向电机505，使得当由电机505使导螺杆510旋转时，第一螺母562保持与导螺杆510啮合。弹簧566的弹簧常数k可经选择使得弹簧566提供足够力(例如，足以模拟3psi向下力)来确保第一螺母562始终与导螺杆510啮合，但不足以产生电机505上的负载。所属领域的一般技术人员可基于电机强度、负载施加、压力等等而校准所需弹簧力以使第一螺母562保持与导螺杆510啮合且不足以负面影响电机505的功率(考虑可相对于电机功率增大而产生的热量)。

因此，应了解，弹簧566可加偏压于第一螺母562及第二螺母564，使得第一螺母562的内螺纹或其它特征件维持与导螺杆螺纹的第一表面啮合以减少或消除导螺杆旋转的第一方向的松弛(背隙)。在一些情况中，第二螺母564的内螺纹或其它特征件可维持与导螺杆螺纹的第二面啮合，使得导螺杆旋转的第二方向的松弛被消除或减少。

在一些实施例中，第一螺母562的内螺纹或其它特征件可维持与导螺杆螺纹的推进面啮合，使得当导螺杆510将方向从缩回活塞530改变到推进活塞530时，消除或减少第一螺母562与导螺杆的推进螺纹面之间的松弛。第二螺母564的内螺纹或其它特征件可维持与导螺杆螺纹的缩回面啮合，使得当导螺杆510将方向从推进活塞530改变到缩回活塞530时，消除或减少第二螺母564与导螺杆的缩回螺纹面之间的松弛。

抗背隙机构560可耦合到活塞530，使得抗背隙机构560的平移引起活塞530平移。在一些情况中，抗背隙机构560可经布置使得抗背隙机构560的至少部分或全部含于活塞530内。在其它布置中，抗背隙机构560可耦合到活塞530，但不含于活塞530中。

第一螺母562(或第二螺母564)可耦合到活塞530，使得第一螺母562(或第二螺母564)的平移引起活塞530平移。根据一个实施例，第一螺母562可相对于活塞530固定。举例来说，在所说明的实施例中，第一螺母562包含外螺纹且活塞530包含内螺纹536(如图5B中所展示)，使得第一螺母562可螺合到活塞530中。反向旋转机构可防止第一螺母562从活塞530退出。作为一个实例，固定螺钉572穿过活塞530的侧中的开口且接触第一螺母562以防止第一螺母562相对于活塞530旋转。环570还可防止第一螺母562退出。

根据一个实施例，活塞530包括容置抗背隙机构560的全部或大部分的内空腔。所述内空腔可在远离隔膜550的端处包含开口，其中螺纹536或其它特征件安置于所述开口接近处以接纳第一螺母562。所述内空腔还可容纳导螺杆510。活塞530还可包含侧开口来接纳固定螺钉572，或包含其它特征件来防止第一螺母562反向旋转或退出。

活塞530可包含特征件来耦合到隔膜550。活塞530可包含从接近于隔膜550的活塞530的端突出的弹性指状物538。指状物538可通过所述端而安置于销开口539周围。弹性指状物538可使其端略微或完全皱缩在一起，使得其可插入隔膜550的基底554中的开口中。插入穿过销开口539的销580可迫使弹性指状物538分开，使得弹性指状物538的特征件(例如凸肩)与隔膜的特征件(例如凸肩)啮合以锁住弹性指状物538。

活塞530还可包含特征件来限制或防止活塞530相对于隔膜550旋转。在一个实施例中，将一或多个销582接纳于活塞530的端及隔膜550的基底554中的对准开口中。当导螺杆510旋转时，此等销或其它特征件可抑制活塞530相对于隔膜550旋转。

活塞530可为单件或可包括多个组件。在一个实施例中，活塞530包括：外部分532，其界定活塞内空腔；及内部分534，其界定通到内部分534的端的内部分空腔。在一些情况中，可将抗背隙机构560的全部或部分接纳于所述内部分空腔中。内部分534可位于外部分532内。根据一个实施例，内部分534可邻接接近于隔膜550的外部分532的端的内侧以将销580截留于开口539中。因此，应了解，内部分534可提供活塞销保持器的一个实施例。

外部分532可包括安置于开口接近处的螺纹536或其它特征件来接纳第一螺母562。外部分532还可包含侧开口来接纳固定螺钉572，或包含其它特征件来防止第一螺母562反向旋转或退出。

组合件500可进一步包含扣环570。根据一个实施例，穿过环570的中心开口可具有足够直径及长度的部分，使得环570的部分可配合于活塞530的端上。根据一个实施例，环570可经配置使得穿过环570的固定螺钉开口与穿过活塞530的侧的固定螺钉开口对准。开口还可与穿过外壳540的开口542对准。穿过环570的固定螺钉开口可具有螺纹。环570的中心开口可进一步包括直径较窄的部分，使得环570的部分以进一步防止第一螺母562退出的方式与第一螺母562重叠。举例来说，第一螺母562可邻接扣环570上的凸肩以防止第一螺母562退出。

组合件500可进一步包含间隔件590。根据一个实施例，间隔件590可用于防止活塞530或抗背隙机构560的部分接触电机505。

图6A及6B是例示本文所揭示的抗背隙机构可如何消除背隙(不管就绪压力设置值如何)的曲线图。具体来说，图6A展示其中针对泵抽系统(其具有本文所揭示的抗背隙机构的实施例)将就绪压力设置为3psi的实例。在3psi处，不存在背隙事件。图6B展示其中将就绪压力设置为小于3psi的实例。如图4A中所说明，在并无本文所揭示的抗背隙机构的实施例的情况下，背隙事件可发生于就绪压力小于3psi时。如图6B中所说明，利用本文所揭示的抗背隙机构的实施例，即使当将就绪压力设置为小于3psi时，泵抽系统中都不存在背隙事件。

尽管主要从泵抽系统中的活塞方面论述本文所揭示的抗背隙机构，但本文所揭示的抗背隙机构可与沿导螺杆平移的组合件的其它平移部分集成或一起使用。举例来说，在一些实施例中，用于耦合到导螺杆的抗背隙系统可包括：平移部分；及抗背隙机构，其耦合到所述平移部分以将所述平移部分可操作地耦合到所述导螺杆。所述抗背隙机构可包括：第一螺母，其与所述导螺杆的螺纹啮合；第二螺母，其与所述导螺杆的螺纹啮合；及偏压构件，例如压缩弹簧。此抗背隙系统可包含下列方面以及其它方面中的一或多者：

-所述第一螺母或所述第二螺母中的一者可相对于所述平移部分固定。

-所述偏压构件可将所述第一螺母及所述第二螺母偏压分开。

-所述偏压构件可使所述平移部分偏压朝向电机。

-所述偏压构件可加偏压于所述第一螺母，使得所述第一螺母保持与所述导螺杆的螺纹的第一面啮合。

-所述偏压构件可加偏压于所述第一螺母，使得所述第一螺母保持与所述导螺杆的螺纹的推进面啮合。

-所述偏压构件可包括压缩弹簧。

-所述偏压构件、所述第一螺母及所述第二螺母可经轴向对准。

-所述导螺杆可穿过所述第一螺母、所述第二螺母及所述偏压构件。

-所述第一螺母及所述第二螺母可沿所述导螺杆间隔。

-所述抗背隙机构可沿导螺杆与电机间隔开距离。

-所述第一螺母可定位成比所述第二螺母更接近于所述电机。

-所述第一螺母及所述第二螺母可包括特征件来限制所述第二螺母相对于所述第一螺母旋转。

-所述第一螺母可相对于所述平移部分固定。

-所述第一螺母可包含与所述平移部分的内螺纹配合的螺纹。

-所述抗背隙机构可部分或完全地含于所述平移部分中。

-相对于所述平移部分固定的螺母可与所述平移部分集成。

-抗旋转机构可用于防止所述抗背隙机构相对于所述平移部分旋转。

-所述抗旋转机构可包括扣环。

-所述抗旋转机构可包括特征件来防止所述第一螺母或所述第二螺母反向旋转。

-所述平移部分可包括活塞。

-所述活塞可包括活塞内空腔。

-所述抗背隙机构的全部或部分可容置于所述活塞内空腔中。

-所述活塞可包括内部分及外部分。

-所述内部分可充当销保持部分。

-所述活塞可包括从所述活塞的端延伸的一组弹性指状物。

-所述一组弹性指状物可安置于开口周围。

-销可安置于所述销开口中且可径向地向外推动所述弹性指状物以与隔膜啮合。

-反向旋转机构可防止所述活塞相对于所述隔膜旋转。

-一或多个销或其它特征件可从所述活塞的端面突出且由所述隔膜接纳以防止所述活塞相对于所述隔膜旋转。

-所述抗背隙系统可进一步包括隔膜。

-所述隔膜可为滚动隔膜，其在所述活塞与外壳之间的间隙中滚动及展开。

-所述隔膜可包括接纳一或多个特征件来将所述隔膜耦合到所述活塞的基底，例如接纳销或弹性指状物或其它特征件的开口。

根据一个实施例，一种系统(例如泵或其它系统)可包括电机、导螺杆及抗背隙系统(例如上文所描述)。举例来说，在多级泵中，一或多个抗背隙系统可用于单级或多级处。可在上文所引用的下列各者中找到泵、例程、管理系统等等的额外实例：名称为“用于泵的操作的系统及方法”的WO 2008/066589 A2；名称为“用于泵中的阀排序的系统及方法”的第8,025,486号美国专利；名称为“用于检测流体中的空气的系统及方法”的WO 2013/028542A2；及名称为“用于灌泵的方法及系统”的WO 2012/054706 A2。

应了解，可通过控制逻辑而实施本文所描述的一些例程、方法、步骤、操作或其部分，所述控制逻辑包含存储于计算机可读媒体、硬件、固件或其组合上的计算机可执行指令。所述控制逻辑可经调适以指导信息处理装置执行各种实施例中所揭示的一组步骤。可通过使用一或多个数字计算机中的软件编程或代码，通过使用专用集成电路、可编程逻辑装置、现场可编程门阵列、光学、化学、生物学、量子或纳米工程系统、组件及机构而实施一些实施例。基于本文所提供的揭示内容及教示，所属领域的一般技术人员将了解实施本发明的其它方式及/或方法。

任何特定步骤、操作、方法、例程、操作或其部分可在单个计算机处理装置或多个计算机处理装置、单个计算机处理器或多个计算机处理器上执行。数据可存储于单个存储媒体中或分配于多个存储媒体中，且可驻留于单个数据库或多个数据库(或其它数据存储装置)中。本文所描述的操作的序列可由另一过程(例如操作系统、核心等等)中断、暂停或以其它方式控制。例程可在操作系统环境中操作或操作为独立例程。

例程、方法、步骤、操作或其部分的实施例可实施于通信地耦合到网络(举例来说，因特网、内部网络、互联网、WAN、LAN、SAN等等)、另一计算机的一或多个计算机中或实施于独立计算机中。如所属领域的技术人员所知，计算机可包含CPU或处理器、存储器(例如主存储器或辅助存储器，例如用于永久或暂时存储指令及数据的RAM、ROM、HD或其它计算机可读媒体)及一或多个I/O装置。所述I/O装置可包含键盘、监视器、打印机、电子指向装置(举例来说，鼠标、轨迹球、触笔等等)、触摸屏幕或类似者。在实施例中，计算机可存取同一硬件上的至少一个数据库或通过网络而存取至少一个数据库。

如本文所使用，术语“包括”、“包含”、“具有”或其任何其它变型希望涵盖非排他性包含。举例来说，包括一系列元素的过程、物品或设备不必仅限于所述元素，而是可包含未明确列出或此程序、物品或设备固有的其它元素。

此外，如果无明确相反说明，那么“或”是指包含性“或”而非排他性“或”。也就是说，如果无另外指示，那么本文所使用的术语“或”一般希望意指“及/或”。举例来说，条件A或B由下列中的任一者满足：A为真(或存在)且B为假(或不存在)；A为假(或不存在)且B为真(或存在)；及A及B两者皆为真(或存在)。

如果上下文无另外清楚规定，那么如本文所使用，前面加“一”(及“所述”(如果前面出现过“一”))的术语包含此术语的单数及复数两者。此外，如果上下文无另外清楚规定，那么如本文的描述中所使用，“在…中”的含义包含“在…中”及“在…上”。

另外，本文所给出的任何实例或说明决不应被视为对与所述实例或说明一起利用的任何术语的约束、限制或明确定义。相反地，这些实例或说明应被视为相对于一个特定实施例来描述且仅被视为具说明性。所属领域的一般技术人员应了解，与这些实例或说明一起利用的任何术语将涵盖可或可不与所述术语一起给出或位于本说明书的其它位置处的其它实施例，且所有此类实施例希望包含于所述术语的范围内。标示此类非限制性实例及说明的语言包含(但不限于)“举例来说”、“例如”、“在一个实施例中”。

参考本说明书中的“一个实施例”、“实施例”或“特定实施例”或类似术语意味着：结合所述实施例所描述的特定特征、结构或特性包含于至少一个实施例中且未必存在于所有实施例中。因此，分别出现于本说明书的各种位置中的短语“在一个实施例中”“在实施例中”或“在特定实施例中”或类似术语未必是指同一实施例。此外，任何特定实施例的特定特征、结构或特性可以任何合适方式与一或多个其它实施例组合。应理解，本文所描述及所说明的实施例的其它变化及修改可鉴于本文的教示且应被视为本发明的精神及范围的部分。

尽管已相对于本发明的特定实施例而描述本发明，但这些实施例仅为说明性的而不限制本发明。本发明的所说明实施例的本文描述不希望为穷尽性的或将本发明限于本文所揭示的精确形式(且特定来说，包含任何特定实施例、特征或功能不希望将本发明的范围限于此实施例、特征或功能)。确切来说，描述希望描述说明性实施例、特征及功能以便对所属领域的一般技术人员提供上下文来理解本发明，而不将本发明限于任何特定描述的实施例、特征或功能。如相关领域的技术人员将认识到及了解，尽管本文仅出于说明性目的而描述本发明的特定实施例及实例，但各种等效修改可在本发明的精神及范围内。如所指示，可鉴于本发明的所说明实施例的先前描述而对本发明作出这些修改且这些修改将包含于本发明的精神及范围内。因此，尽管本文已参考本发明的特定实施例而描述本发明，但一定范围的修改、各种改变及替换希望存在于先前揭示内容中，且应了解，在一些例子中，将在不脱离所阐释的本发明的范围及精神的情况下采用本发明的实施例的一些特征，且无需对应地使用其它特征。因此，可作出许多修改以使特定情形或材料适用于本发明的本质范围及精神。

在本文的描述中，提供许多特定细节(例如组件及/或方法的实例)以提供本发明的实施例的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，能够在无所述特定细节中的一或多者的情况下或利用其它设备、系统、组合件、方法、组件、材料、部件及/或其类似者来实践实施例。在其它例子中，未明确展示或描述众所周知的结构、组件、系统、材料或操作以避免使本发明的实施例的方面不清楚。尽管可通过使用特定实施例而说明本发明，但这并非且无法将本发明限于任何特定实施例，且所属领域的一般技术人员将认识到，额外实施例可易于理解且成为本发明的部分。

尽管可以特定顺序呈现步骤、操作或运算，但可在不同实施例中改变此顺序。在一些实施例中，尽管在一定程度上多个步骤在本说明书中展示为循序的，但可在替代实施例中同时执行此类步骤的某一组合。本文所描述的操作的序列可由另一过程中断、暂停或以其它方式控制。

还应了解，还可以更分离或集成的方式实施附图/图式中所描绘的元素中的一或多者，或甚至在某些情况中移除所述一或多个元素或将其呈现为无法操作，如根据特定应用为有用的。另外，如果无另外明确注释，那么附图/图式中的任何信号箭头仅应被视为示范性的而非限制性的。本发明的范围应取决于所附权利要求书及其法定等效物。

Claims (20)

1.一种抗背隙装置，其包括：

第一螺母，其具有第一啮合特征件及第一旋转锁定特征件，所述第一啮合特征件经结构化以与电机的导螺杆啮合，其中所述第一螺母耦合到由所述电机驱动的活塞且相对于所述活塞固定；

第二螺母，其具有第二啮合特征件及第二旋转锁定特征件，所述第二啮合特征件经结构化以与所述导螺杆啮合，所述第二旋转锁定特征件经结构化以与所述第一旋转锁定特征件互补以限制或防止所述第一螺母与所述第二螺母之间的相对旋转；及

偏压构件，其用于维持沿所述导螺杆的所述第一螺母与所述第二螺母之间的间隔关系，使得所述第一螺母的所述第一啮合特征件保持与所述导螺杆啮合以借此在由所述电机使所述导螺杆在第一方向上旋转时减小或消除背隙。

2.根据权利要求1所述的抗背隙装置，其中所述第二螺母的所述第二啮合特征件保持与所述导螺杆啮合以借此在由所述电机使所述导螺杆在第二方向上旋转时减小或消除背隙。

3.根据权利要求1所述的抗背隙装置，其中所述第一螺母的所述第一啮合特征件或所述第二螺母的所述第二啮合特征件包括内螺纹。

4.根据权利要求1所述的抗背隙装置，其中所述第一螺母的所述第一啮合特征件或所述第二螺母的所述第二啮合特征件包括滚珠。

5.根据权利要求1所述的抗背隙装置，其中所述第一螺母的所述第一旋转锁定特征件包括一或多个凹口、凹槽或凹陷部。

6.根据权利要求1所述的抗背隙装置，其中所述第二螺母的所述第二旋转锁定特征件包括一或多个棘爪、掣子或突出部。

7.根据权利要求1所述的抗背隙装置，其中所述偏压构件包括压缩弹簧。

8.一种活塞组合件，其包括：

活塞；及

抗背隙装置；

其中所述活塞包括：

隔膜；及

空腔，其用于容置所述抗背隙装置的全部或大部分；且

其中所述抗背隙装置包括：

第一螺母，其具有第一啮合特征件及第一旋转锁定特征件，所述第一啮合特征件经结构化以与电机的导螺杆啮合，其中所述活塞耦合到所述电机，且其中所述第一螺母耦合到所述活塞且相对于所述活塞固定；

第二螺母，其具有第二啮合特征件及第二旋转锁定特征件，所述第二啮合特征件经结构化以与所述导螺杆啮合，所述第二旋转锁定特征件经结构化以与所述第一旋转锁定特征件互补以限制或防止所述第一螺母与所述第二螺母之间的相对旋转；及

偏压构件，其用于维持沿所述导螺杆的所述第一螺母与所述第二螺母之间的间隔关系，使得所述第一螺母的所述第一啮合特征件保持与所述导螺杆啮合以借此在由所述电机使所述导螺杆在第一方向上旋转时减小或消除背隙。

9.根据权利要求8所述的活塞组合件，其中所述活塞在远离所述隔膜的端处进一步包括用于接纳所述第一螺母的开口。

10.根据权利要求8所述的活塞组合件，其中所述活塞进一步包括用于接纳固定螺钉以防止反向旋转或防止所述第一螺母退出的侧开口。

11.根据权利要求8所述的活塞组合件，其中所述活塞进一步包括从接近于所述隔膜的所述活塞的端突出的弹性指状物，其中所述活塞的所述弹性指状物可皱缩以插入到所述隔膜的基底中的开口中。

12.根据权利要求8所述的活塞组合件，其中所述第二螺母的所述第二啮合特征件保持与所述导螺杆啮合以借此在由所述电机使所述导螺杆在第二方向上旋转时减小或消除背隙。

13.根据权利要求8所述的活塞组合件，其中所述第一螺母的所述第一啮合特征件或所述第二螺母的所述第二啮合特征件包括内螺纹。

14.根据权利要求8所述的活塞组合件，其中所述第一螺母的所述第一啮合特征件或所述第二螺母的所述第二啮合特征件包括滚珠。

15.一种泵抽系统，其包括：

施配泵，其具有：

施配腔室；

电机；

导螺杆，其耦合到所述电机；及

活塞组合件；

其中所述活塞组合件包括：

活塞，其耦合到所述导螺杆；及

抗背隙装置；

其中所述活塞包括：

隔膜；及

空腔，其用于容置所述抗背隙装置的全部或大部分；且

其中所述抗背隙装置包括：

第一螺母，其具有第一啮合特征件及第一旋转锁定特征件，所述第一啮合特征件经结构化以与所述导螺杆啮合，其中所述第一螺母耦合到所述活塞且相对于所述活塞固定；

第二螺母，其具有第二啮合特征件及第二旋转锁定特征件，所述第二啮合特征件经结构化以与所述导螺杆啮合，所述第二旋转锁定特征件经结构化以与所述第一旋转锁定特征件互补以限制或防止所述第一螺母与所述第二螺母之间的相对旋转；及

偏压构件，其用于维持沿所述导螺杆的所述第一螺母与所述第二螺母之间的间隔关系，使得所述第一螺母的所述第一啮合特征件保持与所述导螺杆啮合以借此在由所述电机使所述导螺杆在第一方向上旋转时减小或消除背隙。

16.根据权利要求15所述的泵抽系统，其中所述抗背隙装置沿所述导螺杆与所述电机间隔开距离。

17.根据权利要求15所述的泵抽系统，其中所述第一螺母定位成比所述第二螺母更接近于所述电机。

18.根据权利要求15所述的泵抽系统，其中所述第一螺母、所述第二螺母及所述偏压构件沿所述导螺杆轴向对准且穿过所述导螺杆。

19.根据权利要求15所述的泵抽系统，其中所述第二螺母的所述第二啮合特征件保持与所述导螺杆啮合以借此在由所述电机使所述导螺杆在第二方向上旋转时减小或消除背隙。

20.根据权利要求15所述的泵抽系统，其中所述活塞组合件进一步包括抗旋转机构来防止所述抗背隙机构相对于所述活塞旋转。