CN115857152A - 一种探针台显微镜调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种探针台显微镜调节装置，属于探针台显微镜调节技术领域。该探针台显微镜调节装置包括：固定架，固定设置在操作台处；第一调节机构，包括第一连接板和第一调节板，所述第一连接板与所述固定架固定连接，所述第一调节板配置成可相对于所述第一连接板绕第一轴线转动；以及第二调节机构，包括第二连接板和第二调节板，所述第二连接板直接或间接地与所述第一调节板连接，所述第二调节板与所述显微镜固定连接，所述第二调节板配置成可相对于所述第二连接板绕第二轴线转动，所述第一轴线和所述第二轴线均水平布置且互相垂直。本发明的探针台显微镜调节装置提高了显微镜齐焦调节的效率并降低了调节难度。

Description

一种探针台显微镜调节装置

技术领域

本发明涉及探针台显微镜调节技术领域，特别是涉及一种探针台显微镜调节装置。

背景技术

通常探针台显微镜通过三点支撑的方式悬挂在探针台的横梁上，用于测量产品载台上的待测产品，通过调节三点支撑的高度来达到显微镜轴线与产品载台垂直的目的。

上述三点支撑的连接方式，在调节任意一个支撑点的高度时会同时引起俯仰角和滚转角的变化，因此增加了将显微镜的轴线调节至与产品载台垂直的难度，需要反复调节支撑点的高度才能达到调节目标，因此调节效率低，调节难度高。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种探针台显微镜调节装置，提高了显微镜齐焦调节的效率并降低了调节难度。

本发明的另一个目的是保证整个探针台的测试作用不受低频振动的影响。

本发明进一步的一个目的是要在满足第一调节板的调节需求的同时实现第一调节板和第一连接板的固定。

本发明更进一步的一个目的是要提高调节的精度。

特别地，本发明提供了一种探针台显微镜调节装置，用于将显微镜调节至其轴线与产品载台垂直，探针台显微镜调节装置包括：

固定架，固定设置在操作台处；

第一调节机构，包括第一连接板和第一调节板，所述第一连接板与所述固定架固定连接，所述第一调节板配置成可相对于所述第一连接板绕第一轴线转动；以及

第二调节机构，包括第二连接板和第二调节板，所述第二连接板直接或间接地与所述第一调节板连接，所述第二调节板与所述显微镜固定连接，所述第二调节板配置成可相对于所述第二连接板绕第二轴线转动，所述第一轴线和所述第二轴线均水平布置且互相垂直。

可选地，所述第一调节机构还包括：

第一转轴，穿设于所述第一连接板和所述第一调节板之间；

第一顶出机构，其一端与所述第一调节板相连，用于施加促使所述第一调节板绕所述第一转轴转动的作用力；

所述第一连接板和第一调节板之间还通过多个第一紧固件相连，且多个所述第一紧固件配置成在所述第一调节板进行转动调节时拧松，在所述第一调节板调节至目标位置时拧紧。

可选地，所述第一连接板处设有第一螺纹孔，所述第一调节板处设有第一安装孔，所述第一安装孔的尺寸大于所述螺纹孔的尺寸。

可选地，所述第一顶出机构包括：

第一固定板，与所述第一连接板固定连接，所述第一固定板处还设有第二螺纹孔；

第一调节件，与所述第二螺纹孔配合且其一端与所述第一调节板抵接。

可选地，所述第一转轴和所述第一顶出机构分别位于所述第一调节板的两端。

可选地，所述第一顶出机构用于提供沿竖向的作用力。

可选地，所述第二调节机构还包括：

第二转轴，穿设于所述第二连接板和所述第二调节板之间；

第二顶出机构，其一端与所述第二调节板相连，用于施加促使所述第二调节板绕所述第二转轴转动的作用力；

所述第二连接板和第二调节板之间还通过多个第二紧固件相连，且多个所述第二紧固件配置成在所述第二调节板进行转动调节时拧松，在所述第二调节板调节至目标位置时拧紧。

可选地，所述第二顶出机构用于提供沿水平方向的作用力；

所述第二调节机构还包括缓冲件，所述缓冲件与所述第二顶出机构分别位于所述第二调节板沿水平方向上的两侧。

可选地，所述第一连接板和所述固定架之间具有预设面积的接触面且通过多个锁紧紧固件相连。

可选地，探针台显微镜调节装置还包括第一滑动组件、第二滑动组件和第三滑动组件；

所述第一滑动组件设置于所述第一调节板与所述第二连接板之间，使得所述第二连接板可沿第一方向相对于所述第一调节板滑动；

所述第二滑动组件设置于所述固定架与所述第三滑动组件之间，使得所述第三滑动组件可沿第二方向相对于所述固定件滑动；

所述第三滑动组件设置于所述第二滑动组件和所述第一连接板之间，使得所述第一连接板可沿第三方向相对于所述第二滑动组件滑动；其中，

所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两互相垂直。

根据本发明的一个实施例，探针台显微镜调节装置包括第一调节机构和第二调节机构，分别用于调节显微镜的俯仰角和滚转角，使得显微镜的俯仰角和滚转角的调节相互独立，互不影响，从而加快了显微镜的轴线与产品载台垂直的调节效率，也降低了调节的难度。

根据本发明的一个实施例，通过在第一调节板处设置尺寸大于第一螺纹孔的第一安装孔，因此在转动第一调节板时，第一螺纹孔和第一安装孔的相对位置会产生微小的变化，在调节完毕后，在当前位置通过拧紧第一紧固件即可固定第一调节板和第一连接板。因此本实施例中通过设置第一螺纹孔、尺寸大于第一螺纹孔的第一安装孔，并配合第一紧固件就能在满足第一调节板的调节需求的同时实现第一调节板和第一连接板的固定。

根据本发明的一个实施例，提供了一种方便操作的第一顶出机构，通过旋拧第一顶出机构的第一调节件就能实现对第一调节板的微量调节。

根据本发明的一个实施例，通过将第一转轴和第一顶出机构分别设置在第一调节板的两端，可以通过第一顶出机构的动作有效带动第一调节板绕第一转轴的转动，并且使得第一顶出机构的调节量能够尽量对第一调节板产生较小的调节量，有利于控制调节的精度。

根据本发明的一个实施例，通过在第二调节板远离第二顶出机构的一侧设置缓冲件就能在调节第二调节板时有效支撑第二调节板，保证其转动角度的准确度。

根据本发明的一个实施例，将显微镜的安装结构(第一连接板)整面锁附在固定架处，避免通过点接触的方式连接，在很大程度上增加了显微镜及其安装结构的固有频率，当操作台出现低频振动的激励源时不会引起显微镜的共振，从而保证了整个探针台的测试作用不受影响。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的探针台显微镜调节装置、操作台和显微镜的装配结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的探针台显微镜调节装置的第一调节机构的正视结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的探针台显微镜调节装置的第一调节机构的结构示意图；

图4是根据本发明一个实施例的探针台显微镜调节装置的第二调节机构的结构示意图；

图5是根据本发明一个实施例的探针台显微镜调节装置(隐去固定架)和显微镜的仰视结构示意图；

图6是根据本发明一个实施例的探针台显微镜调节装置(隐去固定架)的结构示意图。

附图标记：

100-探针台显微镜调节装置、10-固定架、20-第一调节机构、21-第一连接板、211-第一螺纹孔、22-第一调节板、221-第一安装孔、23-第一转轴、24-第一顶出机构、241-第一固定板、242-第一调节件、25-第一紧固件、30-第二调节机构、31-第二连接板、311-第三螺纹孔、32-第二调节板、321-第二安装孔、33-第二转轴、34-第二顶出机构、341-第二固定板、342-第二调节件、35-缓冲件、36-第三固定板、40-锁紧紧固件、50-第一滑动组件、51-第一滑轨、52-第一滑块、60-第二滑动组件、61-第二滑轨、62-第二滑块、70-第三滑动组件、71-第三滑轨、72-第三滑块、200-显微镜、300-操作台。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的探针台显微镜调节装置100、操作台300和显微镜200的装配结构示意图。如图1所示，本发明提供了一种探针台显微镜调节装置100，用于将显微镜200调节至其轴线与产品载台(未示出)垂直(称为齐焦调节)。一般地，探针台包括操作台300、产品载台、显微镜200和显微镜200调节连接结构，操作台300处设有工作开口，产品载台设置在操作台300下方且与工作开口对应，显微镜200穿过该工作开口后对准产品载台上的待测产品。这里的产品载台配置成可相对于操作台300沿X、Y、Z轴方向移动，且可以绕Z轴旋转，Z轴沿竖向布置，X轴和Y轴均水平布置且互相垂直。因此，为了将显微镜200的轴线调节至与产品载台垂直的过程中，需要配合显微镜200绕X轴和Y轴的转动自由度的调节，假设X轴为操作台300的前后方向，Y轴为操作台300的左右方向，那绕X轴的转角称为滚转角，绕Y轴的转角称为俯仰角。

一个实施例中，如图1所示，探针台显微镜调节装置100包括固定架10、第一调节机构20和第二调节机构30。固定架10固定设置在操作台300处。第一调节机构20包括第一连接板21和第一调节板22，第一连接板21与固定架10固定连接，第一调节板22配置成可相对于第一连接板21绕第一轴线转动。第二调节机构30包括第二连接板31和第二调节板32，第二连接板31直接或间接地与第一调节板22连接，第二调节板32与显微镜200固定连接。第二调节板32配置成可相对于第二连接板31绕第二轴线转动，第一轴线和第二轴线均水平布置且互相垂直。这里的第一轴线和第二轴线可以对应于上述的Y轴和X轴，因此，第一调节机构20和第二调节机构30分别用于调节显微镜200的俯仰角和滚转角。

本实施例的探针台显微镜调节装置100包括第一调节机构20和第二调节机构30，分别用于调节显微镜200的俯仰角和滚转角，使得显微镜200的俯仰角和滚转角的调节相互独立，互不影响，从而加快了显微镜200的轴线与产品载台垂直的调节效率，也降低了调节的难度。

图2是根据本发明一个实施例的探针台显微镜调节装置100的第一调节机构20的正视结构示意图。如图2所示，一个实施例中，第一调节机构20还包括第一转轴23和第一顶出机构24。第一转轴23穿设于第一连接板21和第一调节板22之间。第一顶出机构24的一端与第一调节板22相连，用于施加促使第一调节板22绕第一转轴23转动的作用力。第一顶出机构24可以通过驱动件驱动其伸缩，也可以通过手动操作的方式驱动其上下移动。第一连接板21和第一调节板22之间还通过多个第一紧固件25相连，且多个第一紧固件25配置成在第一调节板22进行转动调节时拧松，在第一调节板22调节至目标位置时拧紧。图2所示的实施例中，第一顶出机构24用于提供沿竖向的作用力。

需要注意的是，本发明中对显微镜200的俯仰角和滚转角的调节是十分微量的调节，因此一般的紧固件与对应的安装孔之间的间隙就能够满足调节所需的位移量。

本实施例的第一调节机构20通过第一顶出机构24推动第一调节板22绕第一转轴23相对于第一连接板21转动，从而实现对显微镜200的俯仰角的调节。

图3是根据本发明一个实施例的探针台显微镜调节装置100的第一调节机构20的结构示意图。进一步的一个实施例中，如图3所示，第一连接板21处设有第一螺纹孔211，第一调节板22处设有第一安装孔221，第一安装孔221的尺寸大于第一螺纹孔211的尺寸。为了外观的平整性，第一安装孔221可以设置为沉台孔(参见图3)。一个实施例中，第一螺纹孔211采用M4*0.7的螺纹底孔，第一安装孔221的直径为4.6mm。

本实施例通过在第一调节板22处设置尺寸大于第一螺纹孔211的第一安装孔221，因此在转动第一调节板22时，第一螺纹孔211和第一安装孔221的相对位置会产生微小的变化，在调节完毕后，在当前位置通过拧紧第一紧固件25即可固定第一调节板22和第一连接板21。因此本实施例中通过设置第一螺纹孔211、尺寸大于第一螺纹孔211的第一安装孔221，并配合第一紧固件25就能在满足第一调节板22的调节需求的同时实现第一调节板22和第一连接板21的固定。

如图3所示，一个实施例中，第一顶出机构24包括第一固定板241和第一调节件242。第一固定板241与第一连接板21固定连接，例如通过螺钉连接，第一固定板241处还设有第二螺纹孔。第一调节件242与第二螺纹孔配合且其一端与第一调节板22抵接。第一调节件242可以是螺栓，螺钉等外设有螺纹的部件。需要调节第一调节板22时，通过手动或自动的方式旋拧第一调节件242就能控制其相对于第一固定板241的位置，即控制第一调节件242的顶端的位置，从而调节第一调节板22的位置。

本实施例提供了一种方便操作的第一顶出机构24，通过旋拧第一顶出机构24的第一调节件242就能实现对第一调节板22的微量调节。

如图2所示，一个实施例中，第一转轴23和第一顶出机构24分别位于第一调节板22的两端。

本实施例通过将第一转轴23和第一顶出机构24分别设置在第一调节板22的两端，可以通过第一顶出机构24的动作有效带动第一调节板22绕第一转轴23的转动，并且使得第一顶出机构24的调节量能够尽量对第一调节板22产生较小的调节量，有利于控制调节的精度。

图4是根据本发明一个实施例的探针台显微镜调节装置100的第二调节机构30的结构示意图。如图4所示，一个实施例中，第二调节机构30还包括第二转轴33和第二顶出机构34。第二转轴33穿设于第二连接板31和第二调节板32之间。第二顶出机构34的一端与第二调节板32相连，用于施加促使第二调节板32绕第二转轴33转动的作用力。第二连接板31和第二调节板32之间还通过多个第二紧固件相连，且多个第二紧固件配置成在第二调节板32进行转动调节时拧松，在第二调节板32调节至目标位置时拧紧。

本实施例的第二调节机构30通过第二顶出机构34推动第二调节板32绕第二转轴33相对于第二连接板31转动，从而实现对显微镜200的滚转角的调节。

进一步的一个实施例中，如图4所示，第二连接板31处设有第三螺纹孔311，第二调节板32处设有第二安装孔321，第二安装孔321的尺寸大于第三螺纹孔311的尺寸。为了外观的平整性，第二安装孔321可以设置为沉台孔(参见图3)。

本实施例通过在第二调节板32处设置尺寸大于第三螺纹孔311的第二安装孔321，因此在转动第二调节板32时，第三螺纹孔311和第二安装孔321的相对位置会产生微小的变化，在调节完毕后，在当前位置通过拧紧第二紧固件即可固定第二调节板32和第二连接板31。因此本实施例中通过设置第三螺纹孔311、尺寸大于第三螺纹孔311的第二安装孔321，并配合第二紧固件就能在满足第二调节板32的调节需求的同时实现第二调节板32和第二连接板31的固定。

如图4所示，一个实施例中，第二顶出机构34包括第二固定板341和第二调节件342。第二固定板341与第二连接板31固定连接，例如通过螺钉连接，第二固定板341处还设有第四螺纹孔。第二调节件342与第四螺纹孔配合且其一端与第二调节板32抵接。第二调节件342可以是螺栓，螺钉等外设有螺纹的部件。需要调节第二调节板32时，通过手动或自动的方式旋拧第二调节件342就能控制其相对于第二固定板341的位置，即控制第二调节件342的顶端的位置，从而调节第二调节板32的位置。

本实施例提供了一种方便操作的第二顶出机构34，通过旋拧第二顶出机构34的第二调节件342就能实现对第二调节板32的微量调节。

如图2所示，一个实施例中，第二转轴33和第二顶出机构34分别位于第二调节板32的两端。

本实施例通过将第二转轴33和第二顶出机构34分别设置在第二调节板32的两端，可以通过第二顶出机构34的动作有效带动第二调节板32绕第二转轴33的转动，并且使得第二顶出机构34的调节量能够尽量对第二调节板32产生较小的调节量，有利于控制调节的精度。

一个实施例中，如图4所示，第二顶出机构34用于提供沿水平方向的作用力。第二调节机构30还包括缓冲件35，缓冲件35与第二顶出机构34分别位于第二调节板32沿水平方向上的两侧。一个实施例中，缓冲件35为弹簧。缓冲件35的两端分别与第二调节板32和第三固定板36相连，第三固定板36可以固定设置在第二连接板31处。

本实施例中将第二顶出机构34设置为提供沿水平方向的作用力，即第二调节件342沿水平布置，此时，当第二顶出机构34推动第二调节板32往远离第二顶出机构34的方向转动时，第二调节板32远离第二顶出机构34的一侧无支撑就会无法准确地控制第二调节板32的调节角度，此时通过在第二调节板32远离第二顶出机构34的一侧设置缓冲件35就能在调节第二调节板32时有效支撑第二调节板32，保证其转动角度的准确度。

图5是根据本发明一个实施例的探针台显微镜调节装置100(隐去固定架10)和显微镜200的仰视结构示意图。如图5所示，第一连接板21和固定架10之间具有预设面积的接触面且通过多个锁紧紧固件40相连。

本实施例将显微镜200的安装结构(第一连接板21)整面锁附在固定架10处，避免通过点接触的方式连接，在很大程度上增加了显微镜200及其安装结构的固有频率，当操作台300出现低频振动的激励源时不会引起显微镜200的共振，从而保证了整个探针台的测试作用不受影响。

图6是根据本发明一个实施例的探针台显微镜调节装置100(隐去固定架10)的结构示意图。如图6所示，探针台显微镜调节装置100还包括第一滑动组件50、第二滑动组件60和第三滑动组件70。第一滑动组件50设置于第一调节板22与第二连接板31之间，使得第二连接板31可沿第一方向相对于第一调节板22滑动，这里第一滑动组件50包括可以沿第一方向相对滑动的第一滑轨51和第一滑块52，可以将第一滑轨51与第一调节板22固定连接，第一滑块52与第二连接板31固定连接。第二滑动组件60设置于固定架10与第三滑动组件70之间，使得第三滑动组件70可沿第二方向相对于固定件滑动。第三滑动组件70设置于第二滑动组件60和第一连接板21之间，使得第一连接板21可沿第三方向相对于第二滑动组件60滑动。这里第二滑动组件60包括可以沿第二方向相对滑动的第二滑轨61和第二滑块62，第三滑动组件70包括可以沿第三方向相对滑动的第三滑轨71和第三滑块72，可以将第二滑轨61与固定件固定连接，第二滑块62与第三滑轨71固定连接，第三滑块72与第一连接板21固定连接。第一方向、第二方向和第三方向两两互相垂直。

本实施例的探针台显微镜调节装置100还包括第一滑动组件50、第二滑动组件60和第三滑动组件70，因此还能实现显微镜200沿三个方向上的移动，增加了显微镜200的位置调节自由度，有利于显微镜200的轴线对准待测产品。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种探针台显微镜调节装置，用于将显微镜调节至其轴线与产品载台垂直，其特征在于，所述探针台显微镜调节装置包括：

固定架，固定设置在操作台处；

第一调节机构，包括第一连接板和第一调节板，所述第一连接板与所述固定架固定连接，所述第一调节板配置成可相对于所述第一连接板绕第一轴线转动；以及

第二调节机构，包括第二连接板和第二调节板，所述第二连接板直接或间接地与所述第一调节板连接，所述第二调节板与所述显微镜固定连接，所述第二调节板配置成可相对于所述第二连接板绕第二轴线转动，所述第一轴线和所述第二轴线均水平布置且互相垂直。

2.根据权利要求1所述的探针台显微镜调节装置，其特征在于，所述第一调节机构还包括：

第一转轴，穿设于所述第一连接板和所述第一调节板之间；

第一顶出机构，其一端与所述第一调节板相连，用于施加促使所述第一调节板绕所述第一转轴转动的作用力；

所述第一连接板和第一调节板之间还通过多个第一紧固件相连，且多个所述第一紧固件配置成在所述第一调节板进行转动调节时拧松，在所述第一调节板调节至目标位置时拧紧。

3.根据权利要求2所述的探针台显微镜调节装置，其特征在于，

所述第一连接板处设有第一螺纹孔，所述第一调节板处设有第一安装孔，所述第一安装孔的尺寸大于所述螺纹孔的尺寸。

4.根据权利要求2所述的探针台显微镜调节装置，其特征在于，所述第一顶出机构包括：

第一固定板，与所述第一连接板固定连接，所述第一固定板处还设有第二螺纹孔；

第一调节件，与所述第二螺纹孔配合且其一端与所述第一调节板抵接。

5.根据权利要求2所述的探针台显微镜调节装置，其特征在于，

所述第一转轴和所述第一顶出机构分别位于所述第一调节板的两端。

6.根据权利要求2所述的探针台显微镜调节装置，其特征在于，

所述第一顶出机构用于提供沿竖向的作用力。

7.根据权利要求1所述的探针台显微镜调节装置，其特征在于，所述第二调节机构还包括：

第二转轴，穿设于所述第二连接板和所述第二调节板之间；

第二顶出机构，其一端与所述第二调节板相连，用于施加促使所述第二调节板绕所述第二转轴转动的作用力；

所述第二连接板和第二调节板之间还通过多个第二紧固件相连，且多个所述第二紧固件配置成在所述第二调节板进行转动调节时拧松，在所述第二调节板调节至目标位置时拧紧。

8.根据权利要求7所述的探针台显微镜调节装置，其特征在于，

所述第二顶出机构用于提供沿水平方向的作用力；

所述第二调节机构还包括缓冲件，所述缓冲件与所述第二顶出机构分别位于所述第二调节板沿水平方向上的两侧。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的探针台显微镜调节装置，其特征在于，

所述第一连接板和所述固定架之间具有预设面积的接触面且通过多个锁紧紧固件相连。

10.根据权利要求9所述的探针台显微镜调节装置，其特征在于，还包括第一滑动组件、第二滑动组件和第三滑动组件；

所述第一滑动组件设置于所述第一调节板与所述第二连接板之间，使得所述第二连接板可沿第一方向相对于所述第一调节板滑动；

所述第二滑动组件设置于所述固定架与所述第三滑动组件之间，使得所述第三滑动组件可沿第二方向相对于所述固定件滑动；

所述第三滑动组件设置于所述第二滑动组件和所述第一连接板之间，使得所述第一连接板可沿第三方向相对于所述第二滑动组件滑动；其中，

所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两互相垂直。

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