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Die Erfindung betrifft einen Mikromanipulator, bestehend aus einer
Grundplatte und einem darauf angeordneten durch einen Steuerhebel über ein Parallelogrammbewegungssystem
feinverstellbaren Gleittisch.
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In der Halbleitertechnik werden im Produktionsprozeß bekanntlich Mikromanipulatoren
eingesetzt. Bei diesen Einrichtungen sind außer dem Manipulationsvorgang noch Werkzeuge
und Instrumente zu bedienen, welche wiederum zusätzliche Bewegungen der menschlichen
Hand erforderlich machen. Bei einer wirtschaftlichen Fertigung muß daher darauf
geachtet werden, daß nach Möglichkeit kein großer Zeitverlust bei dem Prozeß eintritt
und die Arbeitskraft nicht über Gebühr beansprucht wird.
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Es sind Mikromanipulatoren- bekanntgeworden, bei denen die Horizontalbewegungen
durch Verschieben von Metallplatten gegeneinander erfolgen. Zwischen den Metallplatten
befindet sich ein hauchdünner Film Spezialfettgemisch. Die Horizontalbewegung wird
mit freier Hand vorgenommen. Die Grobverschiebung der Vertikalverstellung erfolgt
durch eine Schraubenspindel, während die Feineinstellung mit einer Differentialschraube
durchgeführt wird. Die Bewegungen sind an sich kurz und betragen nur wenige Millimeter.
Zum Bewegen der Metallplatte werden beide Hände des Benutzers in Anspruch genommen.
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Weiterhin sind Mikromanipulatoren bekanntgeworden, bei denen die Grobeinstellung
durch Zahntriebe erfolgt.
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Zur Feineinstellung ist ein Hebel vorgesehen, der auf eine kardanische
Aufhängung wirkt, deren Achsen Friktionsrollen tragen. Auch bei dieser Art von Mikromanipulatoren
werden beide Hände zum Einstellen benötigt.
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Ferner sind Hebelmikromanipulatoren bekanntgeworden, bei denen über
ein Pontographensystem das Werkzeug betätigbar ist.
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Bei diesen bekannten Manipulatoren sind bei großen Untersetzungen
nur kleine Arbeitsbereiche gegeben. Für die Bearbeitung mehrerer Objekte, die in
einem Arbeitsgang schrittweise nacheinander durchgeführt werden sollen, sind solche
Manipulatoren demzufolge nicht verwendbar. Auch bei Manipulatoren, deren Handhabung
durch einen Steuerknüppel erfolgt, ist der Arbeitsbereich eng begrenzt. Bei ungünstiger
Lage des Werkzeuges zum Objekt nimmt nämlich der Steuerknüppel eine extreme Schrägstellung
ein, wodurch das Manipulieren erschwert wird. Diesem kann dadurch abgeholfen werden,
daß zusätzliche Mechanismen vorgesehen werden, die eine Relativverschiebung zwischen
dem Werkzeug und dem Objekt bewirken. Abgesehen von der Notwendigkeit dieser zusätzlichen
Vorkehrungen sind weitere Handgriffe erforderlich, um das Werkzeug bzw. das Objekt
etwa in das Zentrum oder in eine andere günstige Lage innerhalb des Manipulationsbereiches
zu bringen. Ein Nachteil bei den bekannten Mikromanipulatoren besteht noch darin,
daß nach dem Manipulationsvorgang das Werkzeug oder das Objekt nicht blockiert werden
kann, um ein Verschieben derselben durch Anstoßen, Vibration od. dgl. zu verhindern.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mikromanipulator zu
schaffen, der einen so großen Arbeitsbereich besitzt, daß mehrere Objekte schrittweise
nacheinander bearbeitet werden können und daß nach dem Manipulieren das Werkzeug
bzw. der das Objekt tragende Tisch blockiert werden kann.
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Erfindungsgemäß wird dies bei einem Mikromanipulator der eingangs
behandelten Art dadurch gelöst, daß das Parallelogrammbewegungssystem einen zum
Ankoppeln an den Gleittisch vorgesehenen Elektromagneten enthält und daß wenigstens
ein weiterer zum Blockieren des Gleittisches dienender zwischen diesem und der Grundplatte
befindlicher Elektromagnet angeordnet ist. Die zum Betätigen der Elektromagneten
erforderlichen Schaltelemente sind im Griffelement des Steuerhebels untergebracht.
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Die Erfindung wird an einem in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel
beschrieben.
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Auf einer Grundplatte 1 sind Kugelgelenke 2; 3 angeordnet. Das Kugelgelenk
2 dient der Lagerung des Steuerhebels 4. Dieser Steuerhebel ist beweglich mit einem
Gestänge 5 verbunden. Das Kugelgelenk 3 steht mit der, dem Steuerhebel 4 entgegengesetzten
Seite des Gestänges 5 in Verbindung. Letzteres ist außerdem in Lagern 6; 7 bewegbar
und ist parallel zur vorderen Längsseite der Grundplatte 1 angeordnet. Das Gestänge
5 ist mit einer Verschiebeplatte 10
verbunden, welche auf der Grundplatte
1 aufliegt und auf dieser leicht verschiebbar ist. Außerdem ist auf der Verschiebeplatte
10 ein Gleittisch 11 ebenfalls verschiebbar gelagert. Zur Ankopplung des
Gleittisches 11 an die Verschiebeplatte 10 dient ein Elektromagnet 12. Dieser ist
in die Verschiebeplatte 10
eingearbeitet. Zum Blockieren des Gleittisches
sind zwischen der Grundplatte 1 und dem Gleittisch zwei Elektromagnete 13;14 angeordnet.
Es ist jedoch auch möglich, an Stelle dieser zwei Elektromagneten einen oder weitere
in entsprechender Anordnung vorzusehen. Am Steuerhebel 4 ist ein Griffelement 15
angeordnet, in welchem die zum Betätigen der Elektromagnete erforderlichen Schaltelemente
16 untergebracht sind. Die Schaltung der Elektromagnete ist so ausgelegt, daß während
der Blockierung des Gleittisches 11 der Elektromagnet 12 stromlos ist. Dadurch ist
das Gestänge 5 vom Gleittisch 11 getrennt. Zufällige oder überhaupt Bewegungen des
Steuerhebels 4 sind während der Blockierung für den eingestellten Gleittisch wirkungslos.
Außerdem ist durch eine wechselweise Einschaltung der Elektromagnete die
Möglichkeit gegeben, den Gleittisch 11 grob zu verstellen. Die nachfolgende Feinmanipulation
kann somit immer mit einem etwa senkrechtstehenden Steuerhebel durchgeführt werden,
was die Manipulation wesentlich erleichtert.
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Durch die Anordnung von elektrischen Kontakten in Verbindung mit einer
entsprechenden Schaltung am Werkzeug, beispielsweise eines kochempfindlichen Instrumentes,
ist es ohne weiteres möglich, bei einem zu tiefen Absenken desselben auf ein Objekt
eine sofortige Blockierung des Gleittisches zu bewirken. Damit kann eine Beschädigung
des Instrumentes verhindert werden. In der Zeichnung ist dieses Beispiel jedoch
nicht dargestellt worden.