一种加强型自适应调平机构的制作方法

本技术涉及精密双面抛光设备调平，具体为一种加强型自适应调平机构。

背景技术：

1、在半导体和光伏电池等高端精密制造领域，化学机械平坦化是实现晶圆全局纳米级平坦化的关键工艺之一，由于集成电路的线宽不断缩小，硅片衬底必须具有纳米级甚至亚纳米级的全局平坦度，然而任何微小的不平行都会导致抛光压力不均，造成硅片出现中间与边缘厚薄不均等缺陷，直接影响后续光刻的焦深和电路性能，因此要求抛光设备的加压过程保持均匀稳定，且抛光设备的工作面需要能适应产品，与产品吻合以达到均匀磨抛的效果。

2、现阶段的精密双面抛光设备主要由被动浮动型、用位移传感器和电机驱动调整倾角和采用应变片式压力传感器和气压悬浮调平方式这几种调平加压方式构成。

3、被动浮动型调平的加压方式操作采用球面轴承、柔性铰链等机构，允许上盘在一定范围内自由摆动，以贴合下盘，这样的调平方式调平能力有限，且无法进行主动纠正，压力均匀性依赖机构自身的灵敏度和精度，无法应对复杂工况。

4、用位移传感器和电机驱动调整倾角的加压方式采用位移传感器测量倾斜量，并采用手动或半自动调整倾斜角，该种调平方式响应速度慢、控制精度低、系统稳定性差且难以稳定的保持压力的均匀性。

5、采用应变片式压力传感器和气压悬浮调平的方式能够根据压力传感器直接反馈的力信号，进行闭环反馈调节，同时在末端增加球关节结构，让机构可以更贴合产品，这样的调平方式虽然能提供良好的调平效果，对压力的控制高，但是由于末端是需要依靠球关节自适应调平，在负载加大时抗震能力较弱，容易受到更大的径向不平衡力，使上盘产生晃动。

6、为了解决上述问题，我们对此做出改进，提出一种加强型自适应调平机构。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

2、本实用新型提供一种加强型自适应调平机构，包括横梁和主气缸，所述横梁的安装面上设置有直线轴承，所述直线轴承内穿设有直线导杆，所述直线导杆的底部连接有压力传感器和安装盘；

3、所述安装盘的下部设置十字关节和底盘；

4、所述十字关节由内向外依次包括关节内壳、关节中壳和关节外壳；

5、所述关节中壳和关节外壳的侧壁分别穿设有插孔，所述关节中壳和关节外壳的插孔内分别设置有内销轴和外销轴；

6、所述内销轴的末端套设有内壳滚针轴承，所述外销轴的末端套设有中壳滚针轴承；

7、所述内销轴和外销轴安装方向相互垂直。

8、作为本实用新型的一种优选技术方案，所述关节外壳穿设于底盘中部，所述关节外壳套设于关节中壳的外部，且所述关节中壳与关节外壳通过外销轴连接。

9、作为本实用新型的一种优选技术方案，所述关节中壳套设于关节内壳外部，所述关节中壳与关节内壳通过内销轴连接。

10、作为本实用新型的一种优选技术方案，所述关节内壳的底部连接有稳定座，所述关节内壳的中部插接有中心轴承，所述中心轴承的中部穿设有中心轴。

11、作为本实用新型的一种优选技术方案，所述中心轴向上贯穿安装盘，且所述中心轴与安装盘通过螺栓同轴固定连接。

12、作为本实用新型的一种优选技术方案，所述安装盘的上部两端设置直线导杆安装座，所述直线导杆安装座分别与直线导杆的底部相连。

13、作为本实用新型的一种优选技术方案，所述直线轴承位于主气缸的两侧，且所述主气缸与横梁的安装面通过螺栓固定连接，所述主气缸的输出端与压力传感器相连。

14、本实用新型的有益效果是：

15、1、该种加强型自适应调平机构,通过主气缸带动横梁完成升降动作并承受轴向力，该过程中通过压力传感器与主气缸内精密电控比例阀进行压力闭环控制，从而提升打磨过程中对抛光零件的压力精度以及打磨的稳定性；

16、2、两根直线导杆承受加工时产生的径向不平衡力，不仅可以保证机构的旋转稳定性，且能够避免主气缸出现在大负载的情况下造成的气缸轴的周期性摆动问题；

17、3、利用十字关节进行自适应调平，抛光过程中内壳与中壳、中壳与外壳分别沿十字关节的两个方向进通过内销轴和外销轴旋转，从而通过内壳与中壳、中壳与外壳之间的相互作用使整体关节实现自适应旋转，使得抛光结构能更好贴合产品，保证作用于产品外部压力的均匀性。

1.一种加强型自适应调平机构，其特征在于：包括横梁（1）和主气缸（2），所述横梁（1）的安装面上设置有直线轴承（3），所述直线轴承（3）内穿设有直线导杆（4），所述直线导杆（4）的底部连接有压力传感器（5）和安装盘（15）；

2.根据权利要求1所述的一种加强型自适应调平机构，其特征在于，所述关节外壳（13）穿设于底盘（16）中部，所述关节外壳（13）套设于关节中壳（10）的外部，且所述关节中壳（10）与关节外壳（13）通过外销轴（12）连接。

3.根据权利要求1所述的一种加强型自适应调平机构，其特征在于，所述关节中壳（10）套设于关节内壳（8）外部，所述关节中壳（10）与关节内壳（8）通过内销轴（11）连接。

4.根据权利要求1所述的一种加强型自适应调平机构，其特征在于，所述关节内壳（8）的底部连接有稳定座（20），所述关节内壳（8）的中部插接有中心轴承（17），所述中心轴承（17）的中部穿设有中心轴（18）。

5.根据权利要求4所述的一种加强型自适应调平机构，其特征在于，所述中心轴（18）向上贯穿安装盘（15），且所述中心轴（18）与安装盘（15）通过螺栓同轴固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种加强型自适应调平机构，其特征在于，所述安装盘（15）的上部两端设置直线导杆安装座（6），所述直线导杆安装座（6）分别与直线导杆（4）的底部相连。

7.根据权利要求1所述的一种加强型自适应调平机构，其特征在于，所述直线轴承（3）位于主气缸（2）的两侧，且所述主气缸（2）与横梁（1）的安装面通过螺栓固定连接，所述主气缸（2）的输出端与压力传感器（5）相连。