CN220575868U - 一种精密无空行程二维测量平台装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种精密无空行程二维测量平台装置，所述测量平台装置利用螺杆机构，以及配合显微镜使得对被测的微小器件进行几何尺寸的测量，包括：带帽螺杆、导向套，在测量平台装置俯视图状态下，从水平和垂直的两个方向设有带帽螺杆、以及带帽螺杆Ⅰ、导向套、以及导向套Ⅰ，带帽螺杆头部嵌入钢球后，与下滑块的侧面挤压接触，导向套设于下滑块的另一侧面，与带帽螺杆装配于同一水平线上，导向套内设有压缩弹簧，相对移动时，通过挤压下滑块提供导向套对带帽螺杆的轴向预紧力。本新型的测量平台装置，利用螺纹副的螺杆在左、右转动过程中，一直受到方向不变的轴向力作用，螺纹副始终偏向一侧接触，实现在螺纹副转动换向时无空行程。

Description

一种精密无空行程二维测量平台装置

技术领域

本实用新型涉及半导体精密的测量装置技术，尤其是指对微小件进行平面几何尺寸测量的精密无空行程二维测量平台装置。

背景技术

在半导体器件封测行业中，需要对器件针脚的几何尺寸进行精密测量。器件针脚一般用薄铜板制作而成，特点为细、小、软，不适合用常规量具进行直接几何测量。一般将器件针脚放置在可二维正交移动的测量平台上，通过移动测量平台(单方向)并利用光学装置(显微镜)观察，利用光学装置中的十字线对标器件针脚的边线，两次读数的差值即为所要求的测量值。

目前二维平台的移动一般用螺纹副驱动，但螺纹副的正、反向转动在轴向存在空行程，在测量过程中这空行程虽然可用特定的操作规程来规避，但还存在一个不确定度，一个疏忽就会影响到准确度，降低工作质量。因此有必要通过特殊的机构设计来消除这个空行程，提高测量的准确度。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的一种精密无空行程二维测量平台装置，所述测量平台装置利用螺杆机构，以及配合显微镜使得对被测的微小器件进行几何尺寸的测量，包括：

固定块，所述的固定块下表面设有沉头通孔的特征结构，沉头通孔内设有沉头螺丝，且沉头螺丝的螺纹端装设有燕尾导向键；

下滑块，所述的下滑块一端面设有燕尾槽，且燕尾槽的小口端与下滑块的端面贯通接平，燕尾槽内表面设有沉头通孔的特征结构，同时下滑块与固定块之间通过沉头螺丝和燕尾导向键形成滑动结构；

上滑块，所述的上滑块一端面也设有燕尾槽，且燕尾槽的小口端与上滑块的端面贯通接平，上滑块与下滑块之间通过沉头螺丝和燕尾导向键形成滑动结构；

带帽螺杆、导向套，在测量平台装置俯视图状态下，从水平和垂直的两个方向设有所述的带帽螺杆、以及带帽螺杆Ⅰ、所述的导向套、以及导向套Ⅰ，所述带帽螺杆头部嵌入钢球后，与下滑块的侧面挤压接触，同时导向套设于下滑块的另一侧面，且与带帽螺杆装配于同一水平线上，导向套内设有压缩弹簧，相对移动时，通过挤压下滑块提供导向套对带帽螺杆的轴向预紧力。

在本实用新型的一个实施例中，所述下滑块、上滑块基于固定块通过燕尾导向键和导向键槽，形成正交方向的相对平面移动机构，即组成二层叠台结构。

在本实用新型的一个实施例中，带帽螺杆的端部为空心圆柱，在圆柱的端口圆周上有100条均刻标记线；同时带帽螺杆Ⅰ的端部也为空心圆柱，在圆柱的端口圆周上有100条均刻标记线，其中螺杆的螺纹为M6x0.5-6h。

在本实用新型的一个实施例中，带帽螺杆轴端通过设有的支架与固定块的侧端之间相连，支架一端设有方形挡块，且方形挡块上设有沉头通孔，沉头通孔内设有沉头螺丝，即支架通过沉头螺丝与固定块之间相连；支架另一端为空心柱体特征的结构，且空心柱体特征中设有螺纹孔，带帽螺杆通过螺纹与支架之间啮合相连；同理带帽螺杆Ⅰ轴端通过设有的支架与下滑块的侧端之间相连。

在本实用新型的一个实施例中，支架的空心柱体特征上沿轴向有刻度标线，精度为0.5mm，而在圆柱体的中心为精密螺纹孔，本例为：M6x0.5-5H。

在本实用新型的一个实施例中，所述带帽螺杆Ⅰ头部嵌入钢球后，与上滑块的侧面挤压接触，同时导向套Ⅰ设有上滑块的另一侧面，且与带帽螺杆Ⅰ装配于同一水平线上，导向套Ⅰ内也设有压缩弹簧，带帽螺杆Ⅰ在相对移动时，通过挤压上滑块提供导向套Ⅰ对带帽螺杆Ⅰ的轴向预紧力。

在本实用新型的一个实施例中，导向套在带有压缩弹簧一端设于下滑块的导向盲孔内装配；同时导向套Ⅰ也在带有压缩弹簧一端设于上滑块的导向盲孔内装配。

在本实用新型的一个实施例中，所述的导向套一端设有挡板，且导向套与挡板一端面上设有的通孔之间过盈配合装配，挡板另一端设有沉头通孔，通过沉头螺丝与固定块之间相连；同时导向套Ⅰ也设有相同结构的挡板。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：本实用新型所述的测量平台装置，利用螺纹副的螺杆在左、右转动过程中，一直受到方向不变的轴向力作用，螺纹副始终偏向一侧接触，实现在螺纹副转动换向时无空行程，采用高精度螺纹副，能达到0.005mm的轴向移动精度。本测量平台装置中的结构形式简单精巧，工作原理合理清晰，制作成本低和操作使用便利，适用性强，便于推广。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型二维测量平台装置装配后的局部剖视图；

图2是本实用新型所述二维测量平台装置的俯视图；

图3是本实用新型所述测量平台装置中固定块部分装配的局部剖视图；

图4是本实用新型所述固定块部分装配的俯视图；

图5是本实用新型所述下滑块、上滑块部分装配的侧视图；

图6是本实用新型所述下滑块、上滑块部分装配的仰视图。

如图所示，1、固定块，2、下滑块，3、上滑块，4、支架，5、挡板，6、带帽螺杆，6a、带帽螺杆Ⅰ，7、导向套，7a、导向套Ⅰ，8、燕尾导向键。

具体实施方式

如图1所示，本实施例提供一种精密无空行程二维测量平台装置，所述测量平台装置利用螺杆机构，以及配合显微镜使得对被测的微小器件进行几何尺寸的测量，包括：

固定块1，所述的固定块1下表面设有沉头通孔的特征结构，沉头通孔内设有沉头螺丝，且沉头螺丝的螺纹端装设有燕尾导向键8；

下滑块2，所述的下滑块2一端面设有燕尾槽，且燕尾槽的小口端与下滑块2的端面贯通接平，燕尾槽内表面设有沉头通孔的特征结构，同时下滑块2与固定块1之间通过沉头螺丝和燕尾导向键8形成滑动结构；

上滑块3，所述的上滑块3一端面也设有燕尾槽，且燕尾槽的小口端与上滑块3的端面贯通接平，上滑块3与下滑块2之间通过沉头螺丝和燕尾导向键8形成滑动结构；

而如图2所示，带帽螺杆6、导向套7，在测量平台装置俯视图状态下，从水平和垂直的两个方向设有所述的带帽螺杆6、以及带帽螺杆Ⅰ6a、所述的导向套7、以及导向套Ⅰ7a，所述带帽螺杆6头部嵌入钢球后，与下滑块2的侧面挤压接触，同时导向套7设于下滑块2的另一侧面，且与带帽螺杆6装配于同一水平线上，导向套7内设有压缩弹簧。相对移动时，通过挤压下滑块2提供导向套7对带帽螺杆6的轴向预紧力

所述下滑块2、上滑块3基于固定块1通过燕尾导向键8和导向键槽，形成正交方向的相对平面移动机构；组成二层叠台结构。

本实施例所述二维运动测量平台装置，实现平台的上滑块3、下滑块2分别向两个(正交)方向移动时，在带帽螺杆6、以及带帽螺杆Ⅰ6a中利用螺纹副的轴线方向增加一个始终受压的弹簧机构，螺纹副中的螺母和基座固定(静止)，螺纹副中的螺杆头部始终与上滑块3(或下滑块2)侧面紧密接触，当旋转螺杆时，推动上滑块3(或下滑块2)按沉头螺丝和燕尾导向键8组成的导轨方向移动，此螺杆始终受到弹簧受压后的推力，此推力的方向不变仅大小有变化，螺纹副始终偏向一侧接触，在螺纹副正、反转换向时无空行程。另外螺纹副为M6x0.5-5H/5h，在相应螺杆端部的外圈圆周上均分刻度100格，转动每格刻度则对应的轴向移动为：0.5mm/100＝0.005mm，实现精密微调。

带帽螺杆6的端部为空心圆柱，在圆柱的端口圆周上有100条均刻标记线；同时带帽螺杆Ⅰ6a的端部也为空心圆柱，在圆柱的端口圆周上有100条均刻标记线，其中螺杆的螺纹为M6x0.5-6h。

如图3所示，带帽螺杆6轴端通过设有的支架4与固定块1的侧端之间相连，支架4一端设有方形挡块，且方形挡块上设有沉头通孔，沉头通孔内设有沉头螺丝，即支架4通过沉头螺丝与固定块1之间相连；支架4另一端为空心柱体特征的结构，且空心柱体特征中设有螺纹孔，带帽螺杆6通过螺纹与支架4之间啮合相连；同理带帽螺杆Ⅰ6a轴端通过设有的支架4与下滑块2的侧端之间相连。

在图一所示中，向右旋转带帽螺杆6时，螺杆头部的钢球推动下滑块2(附带上面的上滑块3)的侧面向右移动，此时压缩弹簧进一步压缩，阻止移动的力逐渐增大，转动的力矩也需增大；当向左旋转带帽螺杆6时，下滑块2(附带上面的上滑块3)在压缩弹簧的反弹力的作用下向左移动，下滑块2的侧面始终和带帽螺杆6螺杆头部的钢球接触。此图例中的行程为16mm，件6转动每一格的轴向移动量为0.005mm。在左右旋转件6过程中，无换向的空行程。

同理，向右旋转带帽螺杆Ⅰ6a时，螺杆头部的钢球推动上滑块3的侧面向右移动，此时压缩弹簧进一步压缩，阻止移动的力逐渐增大，转动的力矩也需增大；当向左旋带帽螺杆Ⅰ6a时，上滑块3在导向套Ⅰ7a中压缩弹簧的反弹力的作用下向左移动，上滑块3的侧面始终和带帽螺杆Ⅰ6a螺杆头部的钢球接触。此图例中的行程为16mm，件6转动每一格的轴向移动量为0.005mm。在左右旋转带帽螺杆Ⅰ6a过程中，无换向的空行程。

如图4所示，支架4的空心柱体特征上沿轴向有刻度标线，精度为0.5mm。在圆柱体的中心为精密螺纹孔，本例为：M6x0.5-5H。

如图5和图6所示，所述带帽螺杆Ⅰ6a头部嵌入钢球后，与上滑块3的侧面挤压接触，同时导向套Ⅰ7a设有上滑块3的另一侧面，且与带帽螺杆Ⅰ6a装配于同一水平线上，导向套Ⅰ7a内也设有压缩弹簧。带帽螺杆Ⅰ6a在相对移动时，通过挤压上滑块3提供导向套Ⅰ7a对带帽螺杆Ⅰ6a的轴向预紧力。

而进一步地，其中的带帽螺杆6、带帽螺杆Ⅰ6a利用螺纹副的螺杆在左、右转动过程中，一直受到方向不变的压缩弹簧的弹力作用，螺纹副始终偏向一侧接触，实现在螺纹副转动换向时无空行程。

导向套7在带有压缩弹簧一端设于下滑块2的导向盲孔内装配；同时导向套Ⅰ7a也在带有压缩弹簧一端设于上滑块3的导向盲孔内装配。

如图4和图5所示，所述的导向套7一端设有挡板5，且导向套7与挡板5一端面上设有的通孔之间过盈配合装配，挡板5另一端设有沉头通孔，通过沉头螺丝与固定块1之间相连；同时导向套Ⅰ7a也设有相同结构的挡板5。

同时本实施例的二维测量平台装置装配要求如下：将导向套7、导向套Ⅰ7a的小端从挡板5的大平面处的通孔中压入，达到过盈装配；将带帽螺杆6、带帽螺杆Ⅰ6a的外螺纹旋入支架4的内螺纹中并旋到底，测量螺杆伸出端的长度L，后反向旋转螺杆，且伸出端的长度为L/2；将两组燕尾导向键8的小平面放置于下滑块2的上平面，此时燕尾导向键8的轴向正交于下滑块2的燕尾槽，通过下滑块2燕尾槽内的沉头孔用合适的沉头螺钉将燕尾导向键8固定于下滑块2的上平面；后将燕尾导向键8顺向滑入上滑块3下平面的燕尾槽，此时下滑块2的上平面和上滑块3的下平面吻合，并可无游隙地沿燕尾导向键8的轴向滑动。

将两组燕尾导向键8的小平面放置于固定块1的上平面，并通过固定块1下平面的沉头孔用合适的沉头螺钉将燕尾导向键8固定于固定块1的上平面，并将燕尾导向键8顺向滑入下滑块2下端面的燕尾槽，此时下滑块2的下平面和固定块1的上平面吻合，并可无游隙地沿燕尾导向键8的轴向滑动。

在固定块1与在固定块1上平面的两组燕尾导向键8轴向相垂直的一个侧面用合适的沉头螺钉固定支架4和带帽螺杆6的装配体；将压缩弹簧一端先置入挡板5和导向套7的装配体中，而后将压缩弹簧的另一端进入下滑块2侧面的相应的孔内，克服压缩弹簧的弹力，用合适的沉头螺钉固定件5至刚才安装侧面(固定块1)的对面上。

在下滑块2与在下滑块2上平面的两组燕尾导向键8相垂直的一个侧面，用合适的沉头螺钉固定支架4和带帽螺杆Ⅰ6a的装配体；将压缩弹簧一端先置入挡板5和导向套Ⅰ7a的装配体中，而后将压缩弹簧的另一端进入上滑块3侧面的相应的孔内，克服压缩弹簧的弹力，用合适的沉头螺钉固定挡板5至刚才安装侧面(下滑块2)的对面上。

本实施例的精密无空行程二维测量平台装置和显微镜配合使用，完成对微小器件(本例为长、宽均不大于15mm，取决于设计行程)的几何测量。

具体的操作流程如下：

将二维测量平台装置放置在显微镜的底座上，并通过固定块1和显微镜底座固定，显微镜的十字标线初始位置位于上滑块3的中心；

将微小器件放置于上滑块3的中心位置并用橡皮泥固定，通过转动带帽螺杆6、带帽螺杆Ⅰ6a，推动下滑块2(或上滑块3)移动；

通过显微镜观察，显微镜的十字标线重合微小器件的轮廓边线；继续转动带帽螺杆6或带帽螺杆Ⅰ6a，显微镜的十字标线重合微小器件另一个轮廓边线，通过计算出带帽螺杆6或带帽螺杆Ⅰ6a两次刻度值的差值，即为微小器件两轮廓边线的测量值；

重复以上流程，可完成对微小器件几何要素的测量。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种精密无空行程二维测量平台装置，所述测量平台装置利用螺杆机构，以及配合显微镜使得对被测的微小器件进行几何尺寸的测量，其特征在于，包括：

固定块(1)，所述的固定块(1)下表面设有沉头通孔的特征结构，沉头通孔内设有沉头螺丝，且沉头螺丝的螺纹端装设有燕尾导向键(8)；

下滑块(2)，所述的下滑块(2)一端面设有燕尾槽，且燕尾槽的小口端与下滑块(2)的下端面贯通接平，燕尾槽内表面设有沉头通孔的特征结构，同时下滑块(2)与固定块(1)之间通过沉头螺丝和燕尾导向键(8)形成滑动结构；

上滑块(3)，所述的上滑块(3)一端面也设有燕尾槽，且燕尾槽的小口端与上滑块(3)的下端面贯通接平，上滑块(3)与下滑块(2)之间通过沉头螺丝和燕尾导向键(8)形成滑动结构；

带帽螺杆(6)、导向套(7)，在测量平台装置俯视图状态下，从水平和垂直的两个方向设有所述的带帽螺杆(6)、以及带帽螺杆Ⅰ(6a)、所述的导向套(7)、以及导向套Ⅰ(7a)，所述带帽螺杆(6)头部嵌入钢球后，与下滑块(2)的侧面挤压接触，同时导向套(7)设于下滑块(2)的另一侧面，且与带帽螺杆(6)装配于同一水平线上，导向套(7)内设有压缩弹簧。

2.根据权利要求1所述的测量平台装置，其特征在于：所述下滑块(2)、上滑块(3)基于固定块(1)通过燕尾导向键(8)和导向键槽，形成正交方向的相对平面移动机构。

3.根据权利要求1所述的测量平台装置，其特征在于：带帽螺杆(6)的端部为空心圆柱，在圆柱的端口圆周上有100条均刻标记线；同时带帽螺杆Ⅰ(6a)的端部也为空心圆柱，在圆柱的端口圆周上有100条均刻标记线，其中螺杆的螺纹为M6x0.5-6h。

4.根据权利要求1所述的测量平台装置，其特征在于：带帽螺杆(6)轴端通过设有的支架(4)与固定块(1)的侧端之间相连，支架(4)一端设有方形挡块，且方形挡块上设有沉头通孔，沉头通孔内设有沉头螺丝，即支架(4)通过沉头螺丝与固定块(1)之间相连；支架(4)另一端为空心柱体特征的结构，且空心柱体特征中设有螺纹孔，带帽螺杆(6)通过螺纹与支架(4)之间啮合相连；同理带帽螺杆Ⅰ(6a)轴端通过设有的支架(4)与下滑块(2)的侧端之间相连。

5.根据权利要求4所述的测量平台装置，其特征在于：支架(4)的空心柱体特征上沿轴向有刻度标线，精度为0.5mm。

6.根据权利要求1所述的测量平台装置，其特征在于：所述带帽螺杆Ⅰ(6a)头部嵌入钢球后，与上滑块(3)的侧面挤压接触，同时导向套Ⅰ(7a)设有上滑块(3)的另一侧面，且与带帽螺杆Ⅰ(6a)装配于同一水平线上，导向套Ⅰ(7a)内也设有压缩弹簧。

7.根据权利要求1所述的测量平台装置，其特征在于：导向套(7)在带有压缩弹簧一端设于下滑块(2)的导向盲孔内装配；同时导向套Ⅰ(7a)也在带有压缩弹簧一端设于上滑块(3)的导向盲孔内装配。

8.根据权利要求1所述的测量平台装置，其特征在于：所述的导向套(7)一端设有挡板(5)，且导向套(7)与挡板(5)一端面上设有的通孔之间过盈配合装配，挡板(5)另一端设有沉头通孔，通过沉头螺丝与固定块(1)之间相连；同时导向套Ⅰ(7a)也设有相同结构的挡板(5)。