CN116624552B - 一种工作台的被动减振支撑机构及半导体设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体设备技术领域，具体而言，涉及一种工作台的被动减振支撑机构，包括座体、柔性支柱及阻尼材料板，所述座体包括可拆卸连接的上盖座和下底座；所述柔性支柱包括上部的支撑部、中部的锥形体部和下部的解耦部，所述上盖座的底部开设有锥形槽，所述锥形体部对应设置于所述锥形槽；所述阻尼材料板对应设置于所述锥形槽与所述锥形体部之间；所述上盖座的顶部开设用于支撑部穿出的第二穿孔；所述下底座的顶部开设有锥形坑，所述解耦部位于所述锥形坑内，且所述解耦部的底端为球面结构，所述球面结构抵接于所述锥形坑的内壁。其既能够满足对工作台的支撑功能，同时又能够保证工作台装配的集成精度。

Description

一种工作台的被动减振支撑机构及半导体设备

技术领域

本发明涉及半导体设备技术领域，具体而言，涉及一种工作台的被动减振支撑机构及半导体设备。

背景技术

对于有些半导体专用设备中的工作台，由于工作台正常作业过程中产生动态交变载荷，因此工作台与基座之间的支撑机构既要满足支撑工作台的功能，又要具备减振的功能。

工作台与基座之间的支撑机构，一般采用金属转接件或橡胶隔振垫，可以实现基本的支撑功能，而金属转接件虽然可以实现六自由度的固定连接，但不具备减振功能；而橡胶隔振垫虽然可以实现减振功能，但由于材质较软，但是无法保证装配精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工作台的被动减振支撑机构，其既能够满足对工作台的支撑功能，同时又能够保证工作台装配的集成精度。

本发明的另一目的在于提供一种半导体设备，其能够在工作台与基座装配时，既能够满足对工作台的支撑功能，同时又能够保证工作台装配的集成精度。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种工作台的被动减振支撑机构，设置于工作台与基座之间，包括：座体、柔性支柱及阻尼材料板，所述座体包括可拆卸连接的上盖座和下底座；

所述柔性支柱包括上部的支撑部、中部的锥形体部和下部的解耦部，所述支撑部、所述锥形体部和所述解耦部为一体结构且同轴；

所述上盖座的底部开设有锥形槽，所述锥形槽的顶端直径小于底端直径，所述锥形体部的顶面为锥形面，且所述锥形体部对应设置于所述锥形槽；

所述阻尼材料板整体呈锥形，所述阻尼材料板对应设置于所述锥形槽与所述锥形体部之间，所述阻尼材料板的顶端开设有第一穿孔，且所述支撑部穿设于所述第一穿孔；

所述上盖座的顶部开设与所述锥形槽连通的第二穿孔，所述支撑部穿设于所述第二穿孔并超出所述上盖座的顶面；

所述下底座的顶部开设有锥形坑，所述锥形坑的顶端直径大于底端直径，所述解耦部位于所述锥形坑内，且所述解耦部的底端为球面结构，所述球面结构抵接于所述锥形坑的内壁。

进一步地，所述阻尼材料板的底端直径大于所述锥形坑的顶端直径，且所述阻尼材料板的底端与所述下底座的顶面贴合。

进一步地，所述上盖座与所述下底座为直径相同的圆柱体结构。

进一步地，所述锥形槽、所述锥形坑、所述柔性支柱与所述座体同轴设置。

进一步地，所述阻尼材料板为橡胶材质或塑料材质。

进一步地，所述柔性支柱还包括连接杆部，所述锥形体部与所述解耦部通过所述连接杆部连接，所述连接杆部与所述解耦部均位于所述锥形坑内，且所述支撑部、所述锥形体部、所述连接杆部和所述解耦部为一体结构且同轴。

进一步地，所述上盖座与所述下底座通过多个第一螺栓进行连接。

还提供一种半导体设备，包括工作台和基座，还包括所述的工作台的被动减振支撑机构。

进一步地，所述工作台与所述基座之间设置多个所述的工作台的被动减振支撑机构，所述座体与所述基座连接，所述支撑部支撑所述工作台。

进一步地，所述的工作台的被动减振支撑机构的数量为三个，且呈三角形分布。

相比于现有技术而言，本发明的有益效果是：

本申请中的被动减振支撑机构设置于工作台与基座之间，其通过柔性支柱的支撑部支撑工作台，工作台对柔性支柱整体进行向下挤压，同时通过阻尼材料板的阻尼效应可以抑制工作台在整个系统中共振频率处的振动峰值，具有阻尼抑振效应，能够满足对工作台的支撑和减振功能；同时，柔性支柱底部的球面结构与下底座锥形坑的锥形面内壁抵接配合作用，当工作台与基座装配面之间平行度较差时，也能够实现工作台与基座装配面之间平行度差的解耦，避免接触面之间的虚接现象，保证工作台与基座装配的集成精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明被动减振支撑机构的立体结构图；

图2为本发明被动减振支撑机构的剖视图；

图3为本发明上盖座的剖视图；

图4为本发明下底座的剖视图；

图5为本发明柔性支柱的剖视图；

图6为本发明被动减振支撑机构设置于工作台与基座之间的结构示意图；

图7为本发明三个被动减振支撑机构呈三角分布的结构示意图。

图中：

1-座体；11-上盖座；111-锥形槽；112-第二穿孔；

12-下底座；121-锥形坑；

2-柔性支柱；21-支撑部；22-锥形体部；23-解耦部；24-连接杆部；

3-阻尼材料板；4-工作台；5-基座；6-第一螺栓；7-第二螺栓。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

参照图1-图5，本实施例提供一种工作台的被动减振支撑机构，设置于工作台4与基座5之间，其包括：座体1、柔性支柱2及阻尼材料板3，所述座体1包括可拆卸连接的上盖座11和下底座12。

所述柔性支柱2包括上部的支撑部21、中部的锥形体部22和下部的解耦部23，所述支撑部21、所述锥形体部22和所述解耦部23为一体结构且同轴。柔性支柱2为柔性材料或弹性材料，受到挤压能产生自身形变，受力消除后，恢复原形。

支撑部21可以设计为圆柱体结构，也可以设计为方形、菱形等其它正多边形形状。在本实施例中，支撑部21优选地设计为圆柱体结构，目的是为了工作台4挤压柔性支柱2时，使其各处受力均匀。

所述上盖座11的截面结构如图3所示，所述上盖座11的底部开设有锥形槽111，所述锥形槽111的顶端直径小于底端直径，即锥形槽111的直径由上到下依次增大，所述锥形体部22的顶面为锥形面，且所述锥形体部22对应设置于所述锥形槽111，锥形体部22的顶面(锥形面)与锥形槽111的内壁之间设置有夹芯层空间，该夹芯层空间用于安装所述阻尼材料板3，阻尼材料板3整体为锥形的板状结构，其截面结构如图2所示，阻尼材料板的顶端设置有第一穿孔，设置该第一穿孔的目的是，使得阻尼材料板3在安装于柔性支柱2时，能够使支撑部21穿过该第一穿孔，并使阻尼材料板3的内侧锥形面与锥形体部22的顶面(锥形面)相贴合。所述上盖座11的顶部开设与所述锥形槽111连通的第二穿孔112。将阻尼材料板3安装于柔性支柱2的锥形体部22后，从上盖座11的下方，将柔性支柱2的支撑部21从锥形槽111向上推进，并穿出第二穿孔112，直至阻尼材料板3的外侧锥形面与锥形槽111的内壁面(锥形面)对应贴合，且支撑部21的顶部超出于上盖座11的顶面，而能够对工作台4进行支撑。

需要注意，锥形体部22为实心体结构，阻尼材料板3为空心的锥形板状结构，能够正好贴合于锥形体部22的外侧锥形面上。

下底座12及锥形坑121的截面结构如图4所示，所述下底座12的顶部开设有锥形坑121，所述锥形坑121的顶端直径大于底端直径，即锥形坑121的直径由下到上依次增大。柔性支柱2的支撑部21及锥形体部22安装于上盖座11后，再安装下底座12，下底座12与上盖座11可通过多个第一螺栓6实现螺栓接，在其连接后，所述解耦部23位于所述锥形坑121内，且所述解耦部23的底端为球面结构，所述球面结构抵接于所述锥形坑121的内壁，锥形坑121的内壁面为锥形面。

需要注意，第一螺栓6优选地设置为三个，且均布于座体1。

在本实施例中，优选地：所述上盖座11与所述下底座12均可为圆柱体结构，其直径可相同、也可不同。更优选地：所述上盖座11与所述下底座12为直径相同的圆柱体结构。则座体1整体也为圆柱体结构，所述锥形槽111、所述锥形坑121、所述柔性支柱2与所述座体1同轴设置，即所述锥形槽111、所述锥形坑121、所述柔性支柱2的中心轴线均在座体1的中心轴线上而同轴。如此，当工作台4对整个被动减振支撑机构作用或施压时，被动减振支撑机构各个位置能够受力均匀，支撑更加平稳。

优选的，阻尼材料板3、锥形槽111及下底座12之间的连接结构如图2所示。如此，工作台4对柔性支柱2整体进行向下挤压，同时通过阻尼材料板3的阻尼效应可以抑制工作台4在整个系统中共振频率处的振动峰值，具有阻尼抑振效应，能够满足对工作台4的支撑和减振功能。

其中，阻尼材料板3的材质为阻尼材料，阻尼材料是将固体机械振动能转变为热能而耗散的材料，主要用于振动和噪声控制。阻尼材料按特性分为5类：

①橡胶和塑料阻尼板:用作夹芯层材料。应用较多的有丁基、丙烯酸酯、聚硫、丁腈和硅橡胶、聚氨酯、聚氯乙烯和环氧树脂等。这类材料可以满足-50～200℃范围内的使用要求。

②橡胶和泡沫塑料：用作阻尼吸声材料。应用较多的有丁基橡胶和聚氨酯泡沫，以控制泡孔大小、通孔或闭孔等方式达到吸声的目的。

③阻尼复合材料：用于振动和噪声控制。它是将前两类材料作为阻尼夹芯层，再同金属或非金属结构材料组合成各种夹层结构板和梁等型材，经机械加工制成各种结构件。

④高阻尼合金：阻尼性能在很宽的温度和频率范围内基本稳定。应用较多的是铜-锌-铝系、铁-铬-钼系和锰-铜系合金。

⑤阻尼涂料：阻尼涂料由高分子树脂加入适量的填料以及辅助材料配制而成，是一种可涂覆在各种金属板状结构表面上，具有减振、绝热和一定密封性能的特种涂料。包括约束阻尼涂料和水性阻尼涂料。

在本实施例中，阻尼材料板3优选用橡胶材质或聚氨酯材质。

在本实施例中，所述柔性支柱2还包括连接杆部24，所述锥形体部22与所述解耦部23通过所述连接杆部24连接，所述连接杆部24与所述解耦部23均位于所述锥形坑121内，且所述支撑部21、所述锥形体部22、所述连接杆部24和所述解耦部23为一体结构且同轴。柔性支柱2整体的截面结构示意图如图2或图5所示。柔性支柱2底部的球面结构与下底座12锥形坑121的锥形面内壁抵接配合作用，当工作台4与基座5装配面之间平行度较差时，也能够实现工作台4与基座5装配面之间平行度差的解耦，避免接触面之间的虚接现象，保证工作台4与基座5装配的集成精度。

因此，本申请提供的这种工作台的被动减振支撑机构，其既能够满足对工作台4的支撑功能，同时又能够保证工作台4装配的集成精度。

实施例2

参照图6和图7，本实施例提供一种半导体设备，包括机台(未示出)、工作台4、基座5、及实施例1中的被动减振支撑机构，机台设置于工作台4上，基座5位于工作台4之下，基座5与工作台4之间通过多个所述的被动减振支撑机构进行支撑，座体1与基座5通过多个第二螺栓7进行螺栓接。第二螺栓7的数量设置为三个，三个第二螺栓7均布于座体1，且三个第二螺栓7与三个第一螺栓6交错设置，如图1所示。

在本实施例中，所述的被动减振支撑机构进行支撑的数量设计为三个，且呈三角形分布。三个所述的被动减振支撑机构进行支撑分别用A、B、C来代替，阻尼材料板3选用为橡胶板，当工作台4与基座5装配面之间平行度较差时，可以通过下底座12锥形坑121的锥形面内壁与柔性支柱2的解耦部23的球面结构之间进行配合，实现解耦，避免接触面之间的虚接现象，保证工作台4与基座5装配的集成精度。A、B和C的结构形式相同，但在整个系统中，三者中的柔性支柱2彼此呈一定夹角。通过调整呈三角分布的A、B和C中柔性支柱2之间的夹角实现工作台4在整个系统中的模态频率变化，从而改变需要减振的频率区间。同时橡胶板的阻尼效应可以抑制工作台4在整个系统中共振频率处的振动峰值。

本发明的技术方案的有益效果是：

1.通过调整A、B和C中柔性支柱2之间的夹角实现工作台在整个系统中的模态频率变化，从而改变需要减振的频率区间。

2.橡胶板的阻尼效应，抑制工作台4在整个系统中共振频率处的振动峰值。

3.实现橡胶抑振的同时，不需要专门的加工模具，只需要标准橡胶板，通过上盖座11、橡胶板、柔性支柱2、下底座12的相互挤压实现。

4.下底座12锥形坑121的锥形面内壁与柔性支柱2的解耦部23的球面结构之间进行配合，实现解耦，避免接触面之间的虚接现象，保证工作台4与基座5装配的集成精度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种工作台的被动减振支撑机构，设置于工作台(4)与基座(5)之间，其特征在于，包括：座体(1)、柔性支柱(2)及阻尼材料板(3)，所述座体(1)包括可拆卸连接的上盖座(11)和下底座(12)；

所述柔性支柱(2)包括上部的支撑部(21)、中部的锥形体部(22)和下部的解耦部(23)，所述支撑部(21)、所述锥形体部(22)和所述解耦部(23)为一体结构且同轴；

所述上盖座(11)的底部开设有锥形槽(111)，所述锥形槽(111)的顶端直径小于底端直径，所述锥形体部(22)的顶面为锥形面，且所述锥形体部(22)对应设置于所述锥形槽(111)；

所述阻尼材料板(3)整体呈锥形，所述阻尼材料板(3)对应设置于所述锥形槽(111)与所述锥形体部(22)之间，所述阻尼材料板(3)的顶端开设有第一穿孔，且所述支撑部(21)穿设于所述第一穿孔；

所述上盖座(11)的顶部开设与所述锥形槽(111)连通的第二穿孔(112)，所述支撑部(21)穿设于所述第二穿孔(112)并超出所述上盖座(11)的顶面；

所述下底座(12)的顶部开设有锥形坑(121)，所述锥形坑(121)的顶端直径大于底端直径，所述解耦部(23)位于所述锥形坑(121)内，且所述解耦部(23)的底端为球面结构，所述球面结构抵接于所述锥形坑(121)的内壁。

2.根据权利要求1所述的工作台的被动减振支撑机构，其特征在于，所述阻尼材料板(3)的底端直径大于所述锥形坑(121)的顶端直径，且所述阻尼材料板(3)的底端与所述下底座(12)的顶面贴合。

3.根据权利要求1所述的工作台的被动减振支撑机构，其特征在于，所述上盖座(11)与所述下底座(12)为直径相同的圆柱体结构。

4.根据权利要求3所述的工作台的被动减振支撑机构，其特征在于，所述锥形槽(111)、所述锥形坑(121)、所述柔性支柱(2)与所述座体(1)同轴设置。

5.根据权利要求1所述的工作台的被动减振支撑机构，其特征在于，所述阻尼材料板(3)为橡胶材质或塑料材质。

6.根据权利要求1所述的工作台的被动减振支撑机构，其特征在于，所述柔性支柱(2)还包括连接杆部(24)，所述锥形体部(22)与所述解耦部(23)通过所述连接杆部(24)连接，所述连接杆部(24)与所述解耦部(23)均位于所述锥形坑(121)内，且所述支撑部(21)、所述锥形体部(22)、所述连接杆部(24)和所述解耦部(23)为一体结构且同轴。

7.根据权利要求1所述的工作台的被动减振支撑机构，其特征在于，所述上盖座(11)与所述下底座(12)通过多个第一螺栓(6)进行连接。

8.一种半导体设备，包括工作台(4)和基座(5)，其特征在于，还包括权利要求1-7中任一项所述的工作台的被动减振支撑机构。

9.根据权利要求8所述的半导体设备，其特征在于，所述工作台(4)与所述基座(5)之间设置多个所述的工作台的被动减振支撑机构，所述座体(1)与所述基座(5)连接，所述支撑部(21)支撑所述工作台(4)。

10.根据权利要求9所述的半导体设备，其特征在于，所述的工作台的被动减振支撑机构的数量为三个，且呈三角形分布。