精密花岗岩气静压运动平台装置的制作方法
本发明涉及一种精密机械设备，特别是涉及一种精密花岗岩气静压运动平台装置。
背景技术：
1、在现今的半导体制程中，为了持续突破摩尔定律:「集成电路上单位面积可容纳的晶体管数目，约每隔两年便会增加一倍」，除了在半导体微影制程(photolithography)持续精进或改变晶体管组件结构(如鳍式场效应晶体管finfet)等方式外，在芯片的封装技术上也发展出3d堆叠封装技术，就是在硅芯片上面叠加更多硅芯片的三维ic封装设计，而在制程中需要借由精密定位平台搭载晶圆作快速移动，来进行不同位置的激光(laser)加工或作晶圆检测，也成为半导体精密加工不可或缺的关键零组件。但是在高速移动过程所产生的热和功率损耗等问题也逐渐浮现，传统使用金属材质(不锈钢或铝合金)制作的线性滑轨(滚珠轴承)已无法满足半导体制程的精度与稳定度要求，在加工成本、良率与使用寿命上已不具可行性。
2、虽然中国实用新型专利授权公告号cn202539944u的一种龙门移动式数控机床揭示，通过采用花岗石实体x轴、x轴滑架、横梁和工作台，可以有效吸收磨铣过程中的有害振动波，消除工件表面振纹，从而提高工件表面加工精度及提高刀具耐用度。另外，美国专利公告号us7845257b2揭示，主要结构部分由花岗岩、氧化铝陶瓷等无机物形成，因而能使热位移引起的误差最小，从而能够对纳米级别的工件进行高精度的机械加工。
3、但是申请人认为精密加工的技术仍有待提升，终于有本发明的诞生。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种能提升加工精度的精密花岗岩气静压运动平台装置。
2、bcpi-230156第2/8页
3、本发明所述的精密花岗岩气静压运动平台装置，包含导轨单元、滑座单元、气静压轴承单元及线性马达单元，所述导轨单元沿长轴向延伸且采用花岗岩材质制成，并包括基座，以及固定于所述基座的导轨组，所述导轨组具有至少一个顶面、两个相反于所述顶面的底面，以及两个分别与所述顶面、所述底面呈角度相交的外侧面，所述滑座单元能沿所述长轴向在所述导轨单元上滑动，并包括相对于所述顶面的台座、两个分别相对于所述底面的下滑块、两个分别连接于所述台座与所述下滑块之间的侧滑块，以及连通所述台座、所述下滑块与所述侧滑块的导气道组，所述侧滑块相对于所述外侧面，所述台座具有两个沿垂直于所述长轴向的横轴向呈相反设置的侧端部，每一个侧端部与对应的所述侧滑块、所述下滑块共同构成呈倒u形的侧框架，所述气静压轴承单元连通于所述导气道组，并包括固设于所述台座且相对于所述顶面的第一气静压轴承组、固设于所述下滑块且相对于所述底面的第二气静压轴承组，以及固设于所述侧滑块且相对于所述外侧面的第三气静压轴承组，所述气静压轴承单元能使所述滑座单元与所述导轨单元之间允许气膜产生，所述线性马达单元包括安装于所述导轨单元的定子，以及安装于所述滑座单元的台座且相对于所述定子的动子，所述线性马达单元能驱动所述滑座单元相对于所述导轨单元沿所述长轴向产生线性移动。
4、本发明所述的精密花岗岩气静压运动平台装置，所述滑座单元的台座具有数个第一嵌槽，所述下滑块各具有第二嵌槽，所述侧滑块各具有第三嵌槽，所述气静压轴承单元的第一气静压轴承组具有数个分别嵌固于所述第一嵌槽的第一气静压轴承，所述第二气静压轴承组具有数个分别嵌固于所述第二嵌槽的第二气静压轴承，所述第三气静压轴承组具有数个分别嵌固于所述第三嵌槽的第三气静压轴承。
5、本发明所述的精密花岗岩气静压运动平台装置，所述气静压轴承单元的第一气静压轴承、所述第二气静压轴承及所述第三气静压轴承采用多孔性材料制成。
6、本发明所述的精密花岗岩气静压运动平台装置，所述气静压轴承单元的第一气静压轴承、所述第二气静压轴承及所述第三气静压轴承采用多孔性陶瓷材料制成。
7、bcpi-230156第3/8页
8、本发明所述的精密花岗岩气静压运动平台装置，所述气静压轴承单元的第一气静压轴承、所述第二气静压轴承及所述第三气静压轴承采用含有多孔性石墨层的材料制成。
9、本发明所述的精密花岗岩气静压运动平台装置，所述导轨单元的导轨组呈单件式，且还具有由所述顶面凹设的凹陷空间，所述线性马达单元的定子安装于所述凹陷空间。
10、本发明所述的精密花岗岩气静压运动平台装置，所述导轨单元的导轨组呈两件式，且还具有两个沿所述横轴向间隔设置的侧座，顶面的数量有两个，分别设置于每一个侧座，所述底面与所述外侧面也分别设置于所述侧座，每一个侧座还具有一个与所述外侧面呈相反设置的内侧面，所述台座具有设置于所述侧座之间的延伸块，所述气静压轴承单元还包括至少一个固设于所述延伸块且相对于所述内侧面的第四气静压轴承组。
11、本发明的有益效果在于：利用整体的组合能降低超精密加工设备行程尺寸要求，并可以充分发挥加工设备的精度能力，且利用气静压浮力，能使所述滑座单元在高精度花岗岩的导轨单元上进行非接触式滑动，搭配所述线性马达单元能达到优于金属轨道的高定位精度与高加减速运动，能应用于高精密半导体加工设备。
技术特征：
1.一种精密花岗岩气静压运动平台装置，包含导轨单元、滑座单元、气静压轴承单元及线性马达单元，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的精密花岗岩气静压运动平台装置，其特征在于：所述滑座单元的台座具有数个第一嵌槽，所述下滑块各具有第二嵌槽，所述侧滑块各具有第三嵌槽，所述气静压轴承单元的第一气静压轴承组具有数个分别嵌固于所述第一嵌槽的第一气静压轴承，所述第二气静压轴承组具有数个分别嵌固于所述第二嵌槽的第二气静压轴承，所述第三气静压轴承组具有数个分别嵌固于所述第三嵌槽的第三气静压轴承。
3.根据权利要求2所述的精密花岗岩气静压运动平台装置，其特征在于：所述气静压轴承单元的第一气静压轴承、所述第二气静压轴承及所述第三气静压轴承采用多孔性材料制成。
4.根据权利要求3所述的精密花岗岩气静压运动平台装置，其特征在于：所述气静压轴承单元的第一气静压轴承、所述第二气静压轴承及所述第三气静压轴承采用多孔性陶瓷材料制成。
5.根据权利要求3所述的精密花岗岩气静压运动平台装置，其特征在于：所述气静压轴承单元的第一气静压轴承、所述第二气静压轴承及所述第三气静压轴承采用含有多孔性石墨层的材料制成。
6.根据权利要求1所述的精密花岗岩气静压运动平台装置，其特征在于：所述导轨单元的导轨组呈单件式，且还具有由所述顶面凹设的凹陷空间，所述线性马达单元的定子安装于所述凹陷空间。
7.根据权利要求1所述的精密花岗岩气静压运动平台装置，其特征在于：所述导轨单元的导轨组呈两件式，且还具有两个沿所述横轴向间隔设置的侧座，顶面的数量有两个，分别设置于每一个侧座，所述底面与所述外侧面也分别设置于所述侧座，每一个侧座还具有一个与所述外侧面呈相反设置的内侧面，所述台座具有设置于所述侧座之间的延伸块，所述气静压轴承单元还包括至少一个固设于所述延伸块且相对于所述内侧面的第四气静压轴承组。
技术总结
一种精密花岗岩气静压运动平台装置，包含导轨单元、滑座单元、气静压轴承单元及线性马达单元。所述导轨单元包括基座及导轨组，所述滑座单元包括台座、两个下滑块、两个侧滑块及导气道组，所述气静压轴承单元能使所述滑座单元与所述导轨单元之间允许气膜产生，所述线性马达单元能驱动所述滑座单元相对于所述导轨单元沿所述长轴向产生线性移动。利用气静压浮力，能使所述滑座单元在高精度花岗岩导轨单元上进行非接触式滑动，搭配所述线性马达单元能达到优于金属轨道的高定位精度与高加减速运动，能应用于高精密半导体加工设备。
技术研发人员：郭志成,陈清芳,吴柏宏,杨进胜,王保强,郑学暐
受保护的技术使用者：财团法人石材暨资源产业研究发展中心
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5