CN210668269U - 扫描电镜样品台系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种扫描电镜样品台系统，包括：真空室；样品台，设置在真空室内；横向移动机构，设置在真空室内，包括横向支架、连接横向支架的横向超声波电机、连接横向超声波电机的横向丝杆、设置在横向丝杆上的移动板，移动板滑设在横向支架上，样品台设置在移动板上；纵向移动机构，设置在真空室内，包括纵向支架、连接纵向支架的纵向超声波电机、以及连接纵向超声波电机的纵向丝杆，横向支架设置在纵向丝杆上，且横向支架滑设在纵向丝杆上。上述扫描电镜样品台系统，由于横向超声波电机及纵向超声波电机不额外产生附加磁场，从而不会干扰样品台上方的物镜处的透镜磁场，有效保证样品台上的样品成像质量。

Description

扫描电镜样品台系统

技术领域

本实用新型涉及扫描电子显微镜技术领域，特别是涉及一种扫描电镜样品台系统。

背景技术

随着技术的发展，微样品的观测与操作被广泛的应用于航空航天、汽车工业、半导体、生物医学、MEMS、高分子、太阳能/燃料电池化工、石油、岩石、微电子、微型传感器、半导体材料、自动控制、航空航天、汽车工业及机械工具中。扫描电子显微镜是通过高能电子入射固体样品表面，与样品的原子核和核外电子发生弹性或非弹性散射，激发样品产生各种物理信号，利用电子检测器，接收信号形成图像。

扫描电镜样品台是扫描电子显微镜的重要部件，将样品置于扫描电镜样品台上，样品台可以在扫描电镜物镜下方进行横向、纵向及竖向的三维移动。通过横向、纵向的移动，可以改变观察物体的部位，实现多区域观察。同时扫描电镜样品台也需要进行竖向移动，以改变工作距离并改变物距对样品进行粗聚焦。在传统操作中，一般通过操作人员手动调节扫描电镜样品台沿横向及纵向方向移动，工作效率低，且人工操作误差较大。

实用新型内容

基于此，有必要针对目前传统技术的问题，提供一种自动调节扫描电镜样品台沿横向、纵向移动的扫描电镜样品台系统。

一种扫描电镜样品台系统，包括：

真空室；

样品台，设置在所述真空室内；

横向移动机构，设置在所述真空室内，包括横向支架、连接所述横向支架的横向超声波电机、连接所述横向超声波电机的横向丝杆、设置在所述横向丝杆上的移动板，所述移动板滑设在所述横向支架上，所述样品台设置在移动板上；

纵向移动机构，设置在所述真空室内，包括纵向支架、连接所述纵向支架的纵向超声波电机、以及连接所述纵向超声波电机的纵向丝杆，所述横向支架设置在所述纵向丝杆上，且所述横向支架滑设在所述纵向丝杆上。

上述扫描电镜样品台系统对样品台进行横向、纵向移动调节时，横向超声波电机通过横向丝杆带动移动板沿横向移动，进而带动样品台沿横向移动；纵向超声波电机通过纵向丝杆带动横向支架沿纵向移动，进而通过移动板带动样品台沿纵向移动，实现自动调节样品台沿横向、纵向移动，自动化程度高，工作效率高，且误差小。通过采用横向超声波电机作为横向移动机构的动力源，采用纵向超声波电机作为纵向移动机构的动力源，由于横向超声波电机及纵向超声波电机不额外产生附加磁场，使得样品台处于无磁环境，从而不会干扰样品台上方的物镜处的透镜磁场，有效保证样品台上的样品成像质量。

在其中一个实施例中，还包括真空插头及电源线，所述真空室的侧壁上设有通孔，所述真空插头插设所述通孔中，所述电源线的一端穿过所述真空插头延伸至所述真空室内并与所述横向超声波电机及所述纵向超声波电机电线连接。

在其中一个实施例中，所述真空插头的外周侧设置有环形板，所述环形板贴合在所述真空室的外壁上，且所述环形板与所述真空室外壁之间之间设置有密封圈。

在其中一个实施例中，所述横向移动机构还包括两个横向导轨，两个所述横向导轨分别滑设在所述横向支架的相对两侧面上，两个所述横向导轨均与所述移动板固定连接。

在其中一个实施例中，所述横向导轨与所述横向支架之间设有横向滑槽，所述横向滑槽内容置有第一滚珠，所述第一滚珠与所述横向导轨及所述横向支架滚动接触。

在其中一个实施例中，所述纵向移动机构还两个纵向导轨，两个所述纵向导轨分别滑设在所述纵向支架的相对两侧面上，两个所述纵向导轨均与所述横向支架固定连接。

在其中一个实施例中，所述纵向导轨与所述纵向支架之间设有纵向滑槽，所述纵向滑槽内容置有第二滚珠，所述第二滚珠与所述纵向导轨及所述纵向支架滚动接触。

在其中一个实施例中，所述横向支架上设有横向凹槽，所述横向丝杆设于所述横向凹槽内。

在其中一个实施例中，所述纵向支架上设有纵向凹槽，所述纵向丝杆设于所述纵向凹槽内。

在其中一个实施例中，还包括竖向调节平台，所述竖向调节平台设于所述样品台与所述移动板之间。

附图说明

图1为本实用新型的一实施方式的扫描电镜样品台系统的剖视图；

图2为图1扫描电镜样品台系统的样品台、横向移动机构及竖向调节平台的剖视图；

图3为图1扫描电镜样品台系统的另一视角的剖视图，其中省略真空室、真空插头、电源线及密封圈。

附图中各标号的含义为：

真空室10，通孔11，样品台20，横向移动机构30，横向支架31，第一限位块310，第一轴承311，横向凹槽312，横向超声波电机32，横向丝杆33，第一螺杆330，第一螺母331，移动板34，横向导轨35，第一滚珠36，第一联轴器37，纵向移动机构40，纵向支架41，第二限位块410，第二轴承411，纵向凹槽412，纵向超声波电机42，纵向丝杆43，第二螺杆430，第二螺母431，纵向导轨44，第二滚珠45，第二联轴器46，真空插头50，环形板51，电源线60，密封圈70，竖向调节平台80。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将对本实用新型进行更全面的描述。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

请参考图1至图3，为本实用新型一实施方式的扫描电镜样品台系统，包括真空室10及设置在真空室10内的样品台20、横向移动机构30及纵向移动机构40。横向移动机构30包括横向支架31、连接横向支架31的横向超声波电机32、连接横向超声波电机32的横向丝杆33、设置在横向丝杆33上的移动板34，移动板34滑设在横向支架31上，样品台20设置在移动板34上。纵向移动机构40包括纵向支架41、连接纵向支架41的纵向超声波电机42、以及连接纵向超声波电机42的纵向丝杆43，横向支架31设置在纵向丝杆43上，且横向支架31滑设在纵向丝杆43上。

请参考图2及图3，上述扫描电镜样品台系统对样品台20进行横向、纵向移动调节时，横向超声波电机32通过横向丝杆33带动移动板34沿横向移动，进而带动样品台20沿横向移动；纵向超声波电机42通过纵向丝杆43带动横向支架31沿纵向移动，进而通过移动板34带动样品台20沿纵向移动，实现自动调节样品台20沿横向、纵向移动，自动化程度高，工作效率高，且误差小。横向超声波电机32及纵向超声波电机42通过电压输出到压电陶瓷上，通过逆压电效应和超声振动获得运动并推动样品台按指定方向移动；通过采用横向超声波电机32作为横向移动机构30的动力源，采用纵向超声波电机42作为纵向移动机构40的动力源，由于横向超声波电机32及纵向超声波电机42不额外产生附加磁场，使得样品台20处于无磁环境，从而不会干扰样品台20上方的物镜处的透镜磁场，有效保证样品台20上的样品成像质量。进一步地，横向超声波电机32及纵向超声波电机42的力矩大，且横向超声波电机32及纵向超声波电机42控制移动精度可高达2纳米，同时具有高速移动特性2mm/s,适合大视场观察。

请参考图1，进一步地，扫描电镜样品台系统还包括真空插头50及电源线60，真空室10的侧壁上设有通孔11，通孔11贯穿于真空室10的侧壁，真空插头50插设通孔11中，电源线60的一端穿过真空插头50延伸至真空室10内并与横向超声波电机32及纵向超声波电机42电线连接,只需要在真空室10的侧壁上插设真空插头50便可以将电源线60引如至真空室10内，简化了扫描电镜样品台系统整体结构，易于装配，制造成本低。更进一步地，真空插头50的外周侧设置有环形板51，环形板51贴合在真空室10的外壁上，且环形板51与真空室10外壁之间之间设置有密封圈70，有效提高真空插头50与通孔11之前的密封性，进而有效保证真空室10的密封性。

请参考图2，横向超声波电机32固定在横向支架31的一端面上。横向丝杆33包括第一螺杆330及套设在第一螺杆330上的第一螺母331，第一螺杆330的一端通过第一联轴器37与横向超声波电机32连接，移动板34与螺母331固定连接，从而，横向超声波电机32驱动第一螺杆330转动时，第一螺母331沿第一螺杆330横向移动，进而通过移动板34带动样品台20沿横向运动。进一步地，横向支架31远离横向超声波电机32的一端上设有第一限位块310，第一限位块310内设置有第一轴承311，第一螺杆330远离向超声波电机32的一端插设在第一轴承311内，可有效减缓第一螺杆330在横向超声波电机32的驱动下发生剧烈的抖动现象。

请参考图3，在一些实施例中，横向支架31上设有横向凹槽312，横向丝杆33设于横向凹槽312内，从而可有效防止横向丝杆33运动时产生严重的偏移现象，确保样品台20能够准确地沿横向移动。

在一些实施例中，横向移动机构30还包括两个横向导轨35，两个横向导轨35分别滑设在横向支架31的相对两侧面上，两个横向导轨35均与移动板34固定连接；可以理解地，移动板34通过两个横向导轨35滑设在横向支架31上，确保移动板34可稳定地沿横向支架31进行横向移动。进一步地，横向导轨35与横向支架31之间设有横向滑槽，横向滑槽内36容置有第一滚珠36，第一滚珠36与横向导轨36及横向支架31滚动接触，从而横向导轨35相对横向支架31进行横向移动时，第一滚珠36相对横向导轨35及横向支架31滚动，从而有效减少横向导轨35移动时的摩擦力，使得样品台10能够顺畅地进行横向移动调节。

纵向超声波电机42固定在纵向支架41的一端面上。纵向丝杆43包括第二螺杆430及套设在第二螺杆430上的第二螺母431，第二螺杆430的一端通过第二联轴器46与纵向超声波电机42连接，移动板34与螺母331固定连接，从而，纵向超声波电机32驱动第二螺杆430转动时，第二螺母431沿第二螺杆430纵向移动，进而通过移动板34带动样品台20沿纵向运动。进一步地，纵向支架31远离纵向超声波电机32的一端上设有第二限位块410，第二限位块410内设置有第二轴承411，第二螺杆430远离向超声波电机32的一端插设在第二轴承411内，可有效减缓第二螺杆430在纵向超声波电机32的驱动下发生剧烈的抖动现象。

请再次参考图1，在一些实施例中，纵向支架41上设有纵向凹槽412，纵向丝杆43设于纵向凹槽412内，从而从而可有效防止纵向丝杆43运动时产生严重的偏移现象，确保样品台20能够准确地沿纵向移动。

在一些实施例中，纵向移动机构40还两个纵向导轨44，两个纵向导轨44分别滑设在纵向支架41的相对两侧面上，两个纵向导轨44均与横向支架31固定连接。可以理解地，横向支架31通过两个纵向导轨44滑设在纵向支架41上，确保横向支架31可稳定地沿纵向支架41进行纵向移动。进一步地，纵向导轨44与纵向支架41之间设有纵向滑槽，纵向滑槽内容置有第二滚珠45，第二滚珠45与纵向导轨44及纵向支架41滚动接触，从而纵向导轨44相对纵向支架41进行横向移动时，第二滚珠45相对纵向导轨44及纵向支架41滚动，从而有效减少纵向导轨44移动时的摩擦力，使得样品台10能够顺畅地进行纵向移动调节。

请参考图2及图3，扫描电镜样品台系统还包括竖向调节平台80，竖向调节平台80设于样品台20与移动板34之间；可以理解地，竖向调节平台80安装在移动板34上，样品台20安装在竖向调节平台80上，竖向调节平台80用于调节样品台20的高度位置。在本实施例中，竖向调节平台80为手动调节，且在对样品检测前，操作人员通过手动操作竖向调节平台以调节样品台20的高度位置。当然，在他实施例中，竖向调节平台80也可以为自动调节，有效提高工作效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种扫描电镜样品台系统，其特征在于，包括：

真空室；

样品台，设置在所述真空室内；

横向移动机构，设置在所述真空室内，包括横向支架、连接所述横向支架的横向超声波电机、连接所述横向超声波电机的横向丝杆、设置在所述横向丝杆上的移动板，所述移动板滑设在所述横向支架上，所述样品台设置在移动板上；

纵向移动机构，设置在所述真空室内，包括纵向支架、连接所述纵向支架的纵向超声波电机、以及连接所述纵向超声波电机的纵向丝杆，所述横向支架设置在所述纵向丝杆上，且所述横向支架滑设在所述纵向丝杆上。

2.根据权利要求1所述的扫描电镜样品台系统，其特征在于，还包括真空插头及电源线，所述真空室的侧壁上设有通孔，所述真空插头插设所述通孔中，所述电源线的一端穿过所述真空插头延伸至所述真空室内并与所述横向超声波电机及所述纵向超声波电机电线连接。

3.根据权利要求2所述的扫描电镜样品台系统，其特征在于，所述真空插头的外周侧设置有环形板，所述环形板贴合在所述真空室的外壁上，且所述环形板与所述真空室外壁之间之间设置有密封圈。

4.根据权利要求1所述的扫描电镜样品台系统，其特征在于，所述横向移动机构还包括两个横向导轨，两个所述横向导轨分别滑设在所述横向支架的相对两侧面上，两个所述横向导轨均与所述移动板固定连接。

5.根据权利要求4所述的扫描电镜样品台系统，其特征在于，所述横向导轨与所述横向支架之间设有横向滑槽，所述横向滑槽内容置有第一滚珠，所述第一滚珠与所述横向导轨及所述横向支架滚动接触。

6.根据权利要求1所述的扫描电镜样品台系统，其特征在于，所述纵向移动机构还两个纵向导轨，两个所述纵向导轨分别滑设在所述纵向支架的相对两侧面上，两个所述纵向导轨均与所述横向支架固定连接。

7.根据权利要求6所述的扫描电镜样品台系统，其特征在于，所述纵向导轨与所述纵向支架之间设有纵向滑槽，所述纵向滑槽内容置有第二滚珠，所述第二滚珠与所述纵向导轨及所述纵向支架滚动接触。

8.根据权利要求1所述的扫描电镜样品台系统，其特征在于，所述横向支架上设有横向凹槽，所述横向丝杆设于所述横向凹槽内。

9.根据权利要求1所述的扫描电镜样品台系统，其特征在于，所述纵向支架上设有纵向凹槽，所述纵向丝杆设于所述纵向凹槽内。

10.根据权利要求1所述的扫描电镜样品台系统，其特征在于，还包括竖向调节平台，所述竖向调节平台设于所述样品台与所述移动板之间。

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