[发明专利]用于直线或平面电机磁阵列的装配装置及其安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成电路装备制造领域,尤其涉及一种平面电机磁阵列装配装置及其安装方法。

背景技术

近年来，平面电机成为半导体工业领域研究的热点，其致力于研究更小的装置而包含更多的功能及更低的价格。随着科技的进步，光刻系统研发和测试极紫外光源，为了防止光学元件的污染和极紫外光被空气吸收，因此硅片处于真空环境中曝光。更短波长的光源用于光刻，每个chips上可实现更小的特征。要求光刻机跑的快稳准，势必要求工件台质量小，刚度高干扰小，在真空中精确定位硅片，动磁铁正好有这些优点，首先出现的磁浮台是在1997年，选用了动磁铁的方式，但是由于结构控制等因素的影响使该磁浮台行程受到限制，变为动线圈结构后行程不受影响，由于控制方式简单动线圈得到了进一步的发展，在耦合控制问题解决后有了相关产品。通过磁浮轴承，真空不会被润滑剂污染，没有机械磨损，因此在不希望有机械接触的高速情况下，建议采用磁悬浮系统的磁浮平面电机。

平面电机，由呈长方体形磁铁构成的永磁铁阵列和集中式绕组线圈组成。但是在线圈中间不需要采用铁心，线圈采用紧密排列的方法包含在模型中。在导体中承载的电流作用力可以通过洛伦兹法则进行计算。电机的设计通常从标准的大小开始，考虑真空，磁性，机械的电和热加载，力矩或力的需求。平面电机为磁轴承，磁轴承被应用来支撑，磁轴承优于机械轴承的地方在于无接触，没有机械摩损和低摩擦。力和力矩的需求取决于线圈通电后的供给。

在平面电机的磁阵列模块中，磁铁的装配方式目前主要是旋转电机的磁铁装配，尺寸精度较低，而且也不满足平面电机磁阵列的精度要求，直线和平面电机的磁阵列要求磁铁有不同的排布方式，每一块磁铁的相对位置精度较高，磁铁在安装过程中要克服各种其余已装磁铁的磁力影响，磁阵列与磁阵列的相对装配定位精度要求较高。因此非常有必要寻求一种合理有效的磁浮电机磁阵列的装配结构，从而制造出满足尺寸要求和精度要求的高质量磁阵列。

现有技术《DESIGN AND CONTROL OF A 6-DEGREE-OF-FREEDOM LEVITATED POSITIONER WITH HIGH PRECISION》提出了一种磁阵列装配工装及工艺方法。该装置采用两根铜柱作为磁极装配的定位装置，采用铝块基座作为装配时的磁极固定和防磁相吸作用，采用磁阵列保持架作为夹紧装置固定磁阵列等待粘胶凝固，装配完成后在阵列表层涂抹树脂层通过磨削工艺保证表面平整度。该方法存在几个问题：(1)安装基座上多个装配孔与铜柱之间的公差难以统一配合，铝制基座在装配磁极时，无法精确保证装配位置；(2)装配夹具方式导致装配效率极为低下，每天只能完成4行磁极阵列装配；(3)磨削工艺只能保证表面机械平面度，不能保证磁极本体上表面的装配平面度。

中国专利CN201210586838.4提出了一种磁阵列装配工装及工艺方法。该装置采用井字栅栏作为定位装置，采用铝块基座作为装配时的磁极固定和防磁相吸作用，在基座上留有流胶槽，以便磁铁粘接后的清理胶层。该方法存在几个问题：(1)磁铁和背铁间相隔一层安装基座，正向磁密会减小；(2)假如磁铁阵列紧密排列，此方案中夹具不宜使用；(3)流胶槽不适合直接在背铁上刻划，会加大磁阵列的正向磁密谐波。

发明内容

为了克服现有技术中存在的技术缺陷，本发明目的在于提供一种既适用直线又适用平面电机所需的高精度磁阵列装配方法和装配装置，并且能根据不同电机需求装配出不同的磁阵列方法。

为了实现上述发明目的，本发明公开一种磁阵列装配装置，其特征在于，包括一承载底板，所述承载底板上放置磁体替代块、磁体定位装置、磁预置槽、阻尼滑块、推力转接件，导向装置和推力装置，所述磁体替代块用于定位所述磁体定位装置，所述磁体定位装置用于定位磁铁的放置位置，所述磁预置槽用于放置所述磁铁，所述阻尼滑块用于消除相邻所述磁铁间斥力，所述阻尼滑块和所述磁预置槽沿所述导向装置移动，所述推力装置用于将所述推力转接件移动至预定位置，所述推力转接件安装于所述磁体定位装置之间，若干所述磁铁被放置后形成所述磁阵列。

更进一步地，该磁体定位装置包括一隔栏及隔栏锁紧件，该隔栏上留有避胶槽且镀有耐磨防粘材料。

更进一步地，该承载底板由马氏体不锈钢制成。

更进一步地，该磁预置槽包括一抽片，所述抽片用于，在所述磁铁预先放置在所述磁预置件中，所述磁预置件对准所述磁铁安装位置，然后抽出所述磁预置件上的抽片，所述磁铁就会滑落在所述推力转接件上。

更进一步地，该阻尼滑块包括一阻尼磁铁及承载该阻尼磁铁的阻尼槽。