CN109062013B - 一种光刻机小工件卡具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光刻机小工件卡具，由升降旋转功能装置、光点定位功能装置、固定功能装置三部分组成。其特征在于：卡具的整体结构，从下往上分别是最底下的底座台，外空心柱和内部的内空心柱，最上面是透明材质的工件台。本发明技术有益效果在于对小型工件起固定、支撑、定位作用，使加工时的精确度更高；同时，还能够对工件进行加工的高度和位置进行调节，降低了加工难度；再有，能够对加工的位置进行精确定位，避免了二次加工因放置位置不准确而造成的加工误差，简化了加工操作步骤。

Description

一种光刻机小工件卡具

技术领域

本发明是涉及一种光刻机卡具，主要应用于光刻机加工工件时对工件的固定、支撑、定位等，方便光刻机对工件的加工。

技术背景

目前，许多实验室的光刻机没有比较实用的光刻机卡具，因此在对于芯片等这样的小型工件精细加工固定有一定的困难；同时，小工件加工又是需要旋转和快速复位的精确加工，在没有专门的卡具对小型工件进行精确定位时，易导致工件加工过程中发生移动，从而影响小工件精细加工的精度。

因此，需要一种对加工小工件起到快速定位、固定和支撑作用的光刻机专用小工件卡具。

发明内容

为了解决以上问题，本发明的目的是提供一种能够快速定位、能够旋转、高度可调节的光刻机卡具，方便有效地对加工工件起固定、支撑、定位的作用，使加工更精确，操作更简便。

本发明的技术方案为一种光刻机小工件卡具，由升降旋转功能装置、光点定位功能装置、固定功能装置三部分组成。其特征在于：卡具的整体结构，从下往上分别是最底下的底座台，外空心柱和内部的内空心柱，最上面是透明材质的工件台。

所述升降旋转功能装置是由内空心柱和外空心柱组成。内空心柱与外空心柱配合套在一起，内空心柱能够在外空心柱内受控制地上下移动和旋转。内空心柱的顶部与工件台的下底中间部位，能够固定连接或者拆开。内空心柱与工件台在连接状态下，内空心柱能够带动工件台一起转动和上下升降。外空心柱的底部环状端面加工有光滑的、耐摩擦材料。发明的升降旋转功能装置放置在感光坐标屏上，能够带动固定在工件台上的加工工件在感光坐标屏上自由滑动，这种结构的目的是实现了加工工件的可移动性，使得加工过程更加灵活方便。

所述光点定位功能装置，是由安装固定在内空心柱的光源发生器、和光源发生器下部连接的定位光点发生器，以及安装在底座台上表面的感光坐标屏和显示定位坐标的显示屏组成。定位光点发生器能够将光源发生器产生的平行光自动聚焦到感光坐标屏上，产生细小的明亮的定位光点。每个定位光点发生器产生的定位光点的光强或波长不同，都标记有区分标识，并存储在感光坐标屏和显示屏主板内；每个定位光点发生器均安装有一个工件定位光点传输杆，并与工件台相连；工件定位光点传输杆内部装有上下位置垂直传导用的玻璃光纤，能够将定位光点发生器聚焦产生的细小明亮的定位光点向上垂直传射到工件台。发明保障了定位光点发生器在感光坐标屏的定位光点，与工件台的定位光点上下垂直，位置一致。透明的工件台在每个工件定位光点传输杆的对应位置，均加工有对应的工件定位光点标识；也就是说，每个工件定位光点标识都能够安装一个与之对应的定位光点发生器。定位光点发生器向下发光口的光路垂直于外空心柱空心的底部端面，能够无遮挡射出。外空心柱放在感光坐标屏的上表面上，能够在感光坐标屏的上表面上自由水平滑动。内部建有坐标系的感光坐标安装在底座台的上表面。底座台的正立面是底边向前突出的一个斜面，在斜面上安装有显示定位坐标的显示屏。显示屏能够将感光坐标屏感受到的不同的定位光点发生器产生的不同的定位光点，在感光坐标屏坐标系上的位置坐标全部显示出来。本发明技术方案，内空心柱与外空心柱配合能够升降旋转；内空心柱内部的光源发生器，能够提供数个定位光点发生器光源，在感光坐标屏上产生数个不同光强度或不同波长的单色定位光点。外空心柱在移动过程中，所产生的定位光点也随着移动，感光坐标屏能感受这些个不同的定位光点，可以读出这些不同定位光点的位置，通过底座台上的显示屏显出不同定位光点的位置。这些功能方便使用者实现加工时的精确定位。如果在加工过程中，位置因其他原因而发生移动，也能通过之前记录的位置数据而迅速复原到原来的位置。

所述固定功能装置，包括工件台的上表面对称固定安装的4条或4条以上的工件固定装置，以及底座台上的锁定支架。工件固定装置有弹性伸缩臂；工件通过弹性伸缩臂产生的弹力固定于工件台上。这种结构目的是使得工件能够通过工件固定装置的弹性伸缩臂固定在工件台上，保证了在加工过程中工件不会发生移动，确保加工的精确性。锁定支架中间加工有直径与外空心柱的外直径相配合一致的圆孔，锁定支架过中心圆孔的直径分为两半，两半合并在一起时，中心圆孔能够将外空心柱紧密抱住。锁定支架大小尺寸大于工件台的尺寸；高度尺寸低于外空心柱外壁上加工的部件的位置高度。所述外空心柱外壁上加工的部件，即为后面所述的紧固装置或电动开关。所述锁定支架的两半部分通过卡扣连接或强磁吸贴，能够方便连接固定抱合或分开拆卸下来，起到锁定外空心柱，固定找好的位置，同时稳固支撑工件台，保障加工时工件台不发生位移。

上述技术方案中，所述内空心柱内部能够方便安装和拆换带有1个或多个定位光点发生器的不同规格的光源发生器。如果旋转定位，至少选取能够发射2个定位光点的有2个定位光点发生器的光源发生器。光源发生器至少有1个定位光点发生器的位置在光源发生器的中心，即光源发生器的中心与内空心柱的轴心重合。保证在旋转时，位置不发生水平偏移。

上述技术方案中，所述内空心柱的一侧加工有内空心柱的高度定位槽；对应的，外空心柱的上部与高度定位槽对应位置加工有高度调节紧固装置，能够锁定内空心柱的高度位置。或者所述内空心柱的一侧加工有内空心柱标尺；对应的，外空心柱的内壁上嵌入加工有压缩气路，和在气路上能够随气压大小升降的顶块或顶圈；顶块或顶圈固定在内空心柱的环状底部上，带动内空心柱的升降。外空心柱的内壁或外侧壁上安装有贴壁微型电动机。外空心柱外侧壁上安装的贴壁微型电动机的高度高于锁定支架的高度。微型电动机能够提供压缩气路压的压力，微型电动机的电动开关安装在外空心柱上端部。

上述技术方案中，所述感光坐标屏内加工安装有光敏传感器和感光坐标屏平面的坐标系。发明技术方案中，感光坐标屏在内部设置光敏传感器，并实时获取定位光点发生器产生的定位光点的位置；根据定位光点位置信息，通过预先在感光坐标屏中建立的坐标系，得到定位光点的坐标信息，最后通过数模转换将数字坐标显示在显示屏上。

与现有技术相比，本发明具有下列有益效果：该新型光刻机卡具能够随时放置使用或撤掉，使用比较灵活方便；并具有高度调节，位置水平旋转、水平移动的精确定位，能够把加工工件调节到最适合的加工位置，提高了对工件加工的精确性；对于复杂的工件加工，需要的二次或多次加工，取出加工件后需要再调整到原来的位置，本发明的定位系统保证了二次加工的精确性。本发明克服了许多小型工件不能加工或者不方便加工的问题，降低了其加工的困难程度。实用范围广，使用方便，操作简单。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图。

图2为本发明的局部剖视的主视结构示意图。

图3为本发明的感光坐标屏的装配示意图。

图4为本发明的一种底座台的俯视和左视示意图。

图5为本发明的一种有三个定位光点的内空心柱的内部放大示意图。

图6为本发明的一种有一个定位光点的内空心柱的内部放大示意图。

图7为本发明的光源发生器的装配示意图。

图8为本发明的一种工件台的俯视结构示意图。

图9为本发明的一种安装有锁定支架的立体结构示意图。

图10为本发明的一种锁定支架的俯视示意图。。

图11为本发明的一种用压缩气路升降的结构示意图。

图12为本发明的一种工件台的工件定位光点标识俯视示意图。

图中：1.底座台；2.内空心柱；3.工件台；4.光源发生器；5.紧固装置；6.外空心柱；7.感光坐标屏；8.显示屏；9.定位光点发生器；10.光敏传感器；11.坐标系；12.内空心柱定位槽；13.工件定位光点传输杆；14.工件固定装置；15.工件；16.锁定支架；17. 内空心柱标尺；18.顶块或顶圈；19.电动开关；20.压缩气路；21.微型电动机；22.工件定位光点标识。

具体实施例

参照图1至图12的形状结构， 一种光刻机小工件卡具，由升降旋转功能装置、光点定位功能装置、固定功能装置三部分组成。其特征在于：卡具的整体结构，从下往上分别是最底下的底座台1，外空心柱6和内部的内空心柱2，最上面是透明材质的工件台3。

所述升降旋转功能装置是由内空心柱2和外空心柱6组成，内空心柱2与外空心柱6配合套在一起，内空心柱2能够在外空心柱6内受控制地上下移动和旋转。内空心柱2的顶部与工件台3的下底中间部位，能够固定连接或者拆开；内空心柱2与工件台3在连接状态下，内空心柱2能够带动工件台3一起转动和上下升降。外空心柱的底部环状端面加工有光滑的、耐摩擦材料。发明的升降旋转功能装置放置在感光坐标屏7上，能够带动固定在工件台3上的加工工件15在感光坐标屏7上自由滑动，这种结构的目的是实现了加工工件的可移动性，使得加工过程更加灵活方便。

所述光点定位功能装置，是由安装固定在内空心柱2的光源发生器4、和光源发生器4下部连接的定位光点发生器9，以及安装在底座台1表面的感光坐标屏7和显示定位坐标的显示屏8组成。定位光点发生器9能够将光源发生器4产生的平行光自动聚焦到感光坐标屏7上，产生细小的明亮的定位光点。每个定位光点发生器9产生的定位光点的光强或波长不同，都标记有区分标识，并存储在感光坐标屏7和显示屏8主板内。每个定位光点发生器9均安装有一个工件定位光点传输杆13与工件台3相连；工件定位光点传输杆13内部装有上下位置垂直传导用的玻璃光纤，能够将定位光点发生器9聚焦产生的细小明亮的定位光点向上垂直传射到工件台3。发明保障了定位光点发生器9在感光坐标屏7的定位光点与工件台3的定位光点上下垂直，位置一致。透明的工件台3在每个工件定位光点传输杆13的对应位置，均加工有对应的工件定位光点标识22。也就是说，每个工件定位光点标识22都能够安装一个与之对应的定位光点发生器9。定位光点发生器9向下发光口的光路垂直于外空心柱6空心的底部端面，能够无遮挡射出。外空心柱6放在感光坐标屏7的上表面上，能够在感光坐标屏7的上表面上自由水平滑动。感光坐标屏7内部有建有坐标系11，感光坐标屏7安装在底座台1的上表面。底座台1的正立面是底边向前突出的一个斜面，在斜面上安装有显示定位坐标的显示屏8。不同的定位光点发生器9产生的不同的定位光点，会在感光坐标屏7内的坐标系11上对应一个具体的位置坐标，显示屏8能够将感光坐标屏7感受到的不同定位光点的位置坐标全部显示出来。本发明的技术方案，内空心柱2与外空心柱6配合能够升降旋转，内空心柱2内部有一个光源发生器4，能够提供数个定位光点发生器9光源，在感光坐标屏7上产生数个不同光强度或不同波长的单色定位光点。外空心柱6在移动过程中，所产生的定位光点也随着移动，感光坐标屏7能感受这些个不同的定位光点，可以读出这些不同定位光点的位置，通过底座台1上的显示屏8显出不同定位光点的位置。方便使用者实现加工时的精确定位。如果在加工过程中，工件15位置因其他原因而发生移动，也能通过之前记录的位置数据而迅速复原到原来的位置。

所述固定功能装置包括工件台3的上表面对称固定安装的4条或4条以上的工件固定装置14，以及底座台1上的锁定支架16。工件固定装置14有弹性伸缩臂；工件15通过弹性伸缩臂产生的弹力固定于工件台3上。这种结构目的是使得工件15能够通过工件固定装置14的弹性伸缩臂固定在工件台3上，保证了在加工过程中工件15不会发生移动，确保加工的精确性。锁定支架16中间加工有直径与外空心柱6的外直径相配合一致的圆孔，锁定支架16过中心圆孔的直径分为两半，两半合并在一起时，中心圆孔能够将外空心柱6紧密抱住。锁定支架16大小尺寸大于工件台3的尺寸；高度尺寸低于外空心柱6外壁上加工的部件。锁定支架16的两半部分通过卡扣连接或强磁吸贴，能够方便连接固定抱合或分开拆卸下来。起到锁定外空心柱6，固定找好的位置，同时稳固支撑工件台3，保障加工时工件台3不发生位移。

上述技术方案中优选的，所述内空心柱2内部能够方便安装和拆换带有1个或多个定位光点发生器9的不同规格的光源发生器4。如果旋转定位，至少选取能够发射2个定位光点的有2个定位光点发生器9的光源发生器4。光源发生器4至少有1个定位光点发生器9的位置在光源发生器4的中心，即光源发生器4的中心与内空心柱2的轴心重合。保障加工时工件台3旋转时不发生位移。

上述技术方案中优选的，所述内空心柱2的一侧加工有内空心柱2的高度定位槽12；对应的，外空心柱6的上部与高度定位槽12对应位置加工有高度调节的紧固装置5，能够锁定内空心柱2的高度位置。或者所述内空心柱2的一侧加工有内空心柱标尺17；对应的，外空心柱6的内壁上嵌入加工有压缩气路20，和在气路上能够随气压大小升降的顶块或顶圈18；顶块或顶圈18固定在内空心柱2的环状底部上，带动内空心柱2的升降。外空心柱6的内壁或外侧壁上安装有贴壁微型电动机21。微型电动机21能够提供压缩气路压20的压力，微型电动机21的电动开关19安装在外空心柱6上端部。

上述技术方案中优选的，所述感光坐标屏7内加工安装有光敏传感器10和感光坐标屏7平面的坐标系11。发明技术方案中，感光坐标屏7在内部设置光敏传感器10，并实时获取定位光点发生器9产生的定位光点的位置。根据定位光点位置信息，通过预先在感光坐标屏7中建立的坐标系11，得到定位光点的坐标信息，最后通过数模转换将数字坐标显示在显示屏8上。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种光刻机小工件卡具，由升降旋转功能装置、光点定位功能装置、固定功能装置三部分组成，其特征在于：卡具的整体结构，从下往上分别是最底下的底座台（1），外空心柱（6）和内部的内空心柱（2），最上面是透明材质的工件台（3）；

所述升降旋转功能装置是由内空心柱（2）和外空心柱（6）组成；内空心柱（2）与外空心柱（6）配合套在一起，内空心柱（2）能够在外空心柱（6）内受控制地上下移动和旋转；内空心柱（2）的顶部与工件台（3）的下底中间部位，能够固定连接或者拆开；内空心柱（2）与工件台（3）在连接状态下，内空心柱（2）能够带动工件台（3）一起转动和上下升降；外空心柱（6）的底部环状端面加工有光滑的、耐摩擦材料；

所述光点定位功能装置，是由安装固定在内空心柱（2）的光源发生器（4）、和光源发生器（4）下部连接的定位光点发生器（9），以及安装在底座台（1）上表面的感光坐标屏（7）和显示屏（8）组成；定位光点发生器（9）能够将光源发生器（4）产生的平行光自动聚焦到感光坐标屏（7）上，产生细小的明亮的定位光点；每个定位光点发生器（9）产生的定位光点的光强或波长不同，都标记有区分标识，并存储在感光坐标屏（7）和显示屏（8）主板内；每个定位光点发生器（9）均安装有一个工件定位光点传输杆（13）与工件台（3）相连；工件定位光点传输杆（13）内部装有玻璃光纤，能够将定位光点发生器（9）聚焦产生的细小明亮的定位光点向上垂直传射到工件台（3）；透明的工件台（3）在每个工件定位光点传输杆（13）的对应位置，均加工有对应的工件定位光点标识（22）；定位光点发生器（9）向下发光口的光路垂直于外空心柱（6）空心的底部端面，能够无遮挡射出；外空心柱（6）放在感光坐标屏（7）的上表面上，能够在感光坐标屏（7）的上表面上自由水平滑动；感光坐标屏（7）的内部建有坐标系（11），感光坐标屏（7）安装在底座台（1）的上表面；底座台（1）的正立面是底边向前突出的一个斜面，在斜面上安装有显示屏（8）；显示屏（8）能够将感光坐标屏（7）感受到的不同的定位光点发生器（9）产生的不同的定位光点，在感光坐标屏（7）坐标系（11）上的位置坐标全部显示出来；

所述固定功能装置包括工件台（3）的上表面对称固定安装的4条以上的工件固定装置（14），以及底座台（1）上的锁定支架（16）；工件固定装置（14）有弹性伸缩臂；工件（15）通过弹性伸缩臂产生的弹力固定于工件台（3）上；锁定支架（16）中间加工有直径与外空心柱（6）的外直径相配合一致的圆孔；锁定支架（16）过中心圆孔的直径分为两半，两半合并在一起时，中心圆孔能够将外空心柱（6）紧密抱住；锁定支架（16）的大小尺寸大于工件台（3）的尺寸；高度尺寸低于外空心柱（6）外壁上加工的部件的位置高度；锁定支架（16）的两半部分通过卡扣连接或强磁吸贴。

2.根据权利要求1所述的一种光刻机小工件卡具，其特征在于：所述内空心柱（2）内部能够方便安装和拆换带有多个定位光点发生器（9）的不同规格的光源发生器（4）；光源发生器（4）至少有1个定位光点发生器（9）的位置在光源发生器（4）的中心，即光源发生器（4）的中心与内空心柱（2）的轴心重合。

3.根据权利要求1所述的一种光刻机小工件卡具，其特征在于：所述内空心柱（2）的一侧加工有内空心柱（2）的高度定位槽（12）；对应的，外空心柱（6）的上部与高度定位槽（12）对应位置加工有紧固装置（5）；或者所述内空心柱（2）的一侧加工有内空心柱标尺（17）；对应的，外空心柱（6）的内壁上嵌入加工有压缩气路（20），和在气路上加工有能够随气压大小升降的顶块或顶圈（18）；顶块或顶圈（18）固定在内空心柱（2）的环状底部上，带动内空心柱（2）的升降；外空心柱（6）的内壁或外侧壁上安装有贴壁微型电动机（21）；微型电动机（21）能够提供压缩气路（20）的压力，微型电动机（21）的电动开关（19）安装在外空心柱（6）上端部。

4.根据权利要求1所述的一种光刻机小工件卡具，其特征在于：所述感光坐标屏（7）内加工安装有光敏传感器（10）和感光坐标屏（7）平面的坐标系（11）。

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