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CN114598110A - 一种大孔径有限回转的dd马达 - Google Patents

一种大孔径有限回转的dd马达 Download PDF

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CN114598110A
CN114598110A CN202210272720.8A CN202210272720A CN114598110A CN 114598110 A CN114598110 A CN 114598110A CN 202210272720 A CN202210272720 A CN 202210272720A CN 114598110 A CN114598110 A CN 114598110A
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China
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rotor
motor rotor
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CN202210272720.8A
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金朝龙
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SUZHOU TIANHONG LASER CO Ltd
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SUZHOU TIANHONG LASER CO Ltd
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Abstract

本发明公开了一种大孔径有限回转的DD马达，包括电机转子，所述电机转子的外侧套设有电机外壳，所述电机转子与所述电机外壳之间设置有安装区域，所述安装区域内设置有若干个连接组件，所述安装区域内位于两个连接组件之间设置有光栅尺组件，所述电机转子的外侧中部位置上设置有永久磁铁，所述永久磁铁的外侧套设有电机线圈，所述电机线圈的外侧套设有定子磁筒。本发明的有益效果是，本技术方案提供的大孔径有限回转的DD马达，结构设计巧妙，实用性较强，且运行稳定性高，使用寿命长，运用此大孔径有限回转的DD马达，满足了晶圆加工过程中的定位要求，提高了晶圆加工过程中定位的精度，降低了晶圆加工的成本，此外，也提高了晶圆加工的效率。

Description

一种大孔径有限回转的DD马达
技术领域
本发明涉及马达技术领域，特别是一种大孔径有限回转的DD马达。
背景技术
晶圆划片是半导体芯片制造中必要的一道工艺流程，近年来随着芯片的小型化、高集成度等趋势，芯片的结构越来越复杂，芯片间有效空间越来越小，对于晶圆划片的技术要求也越来越高，为了高水准的制成工艺保证和高精度的测量反馈，晶圆划片机经常采用中空孔DD马达(Direct Drive)作为驱动。
现有的DD马达在使用过程中，存在以下缺陷：
(1)目前市场上中空孔DD马达的中空孔径多很小，一般小于80mm，无法满足大尺寸(如8英寸、12英寸)晶圆的精确定位摆正。
(2)传统的中空孔DD马达，位置反馈单元多采用玻璃圆形编码器，常用的直径和孔径之外的需要定制，不易满足多规格型号，加大了成本。
(3)在定制玻璃圆形编码器中，对于大尺寸的玻璃圆形编码器，制作工艺难度非常大，由于刻划精度、平面度都很高，在全球范围内可制作的公司数量都很有限。
(4)使用大尺寸玻璃圆形编码器的DD马达，在使用过程易损坏，无形中又加大了成本。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种大孔径有限回转的DD马达。
实现上述目的本发明的技术方案为，一种大孔径有限回转的DD马达，包括电机转子，所述电机转子的外侧套设有电机外壳，所述电机转子与所述电机外壳之间设置有安装区域，所述安装区域内设置有若干个连接组件，所述安装区域内位于两个连接组件之间设置有光栅尺组件。
作为本技术方案的进一步描述，所述电机转子的外侧中部位置上设置有永久磁铁。
作为本技术方案的进一步描述，所述永久磁铁的外侧套设有电机线圈。
作为本技术方案的进一步描述，所述电机线圈的外侧套设有定子磁筒。
作为本技术方案的进一步描述，所述永久磁铁、所述电机线圈、所述有定子磁筒均设置在安装区域内。
作为本技术方案的进一步描述，所述连接组件包括设置在安装区域内的连接轴承，所述连接轴承的外环与电机外壳连接，所述连接轴承的内环与电机转子连接。
作为本技术方案的进一步描述，所述光栅尺组件包括设置在连接轴承一侧的标尺光栅，所述标尺光栅一侧设置有读数头。
作为本技术方案的进一步描述，所述标尺光栅粘接在电机外壳内侧，通过固定件或焊接方式进行锁紧，所述读数头粘接在电机转子的外侧，通过固定件或焊接方式进行锁紧。
作为本技术方案的进一步描述，所述电机外壳的下设置有若干个安装孔位。
作为本技术方案的进一步描述，所述电机转子上设置有若干个安装孔位。
其有益效果在于，本技术方案提供的大孔径有限回转的DD马达，结构设计巧妙，实用性较强，且运行稳定性高，使用寿命长，运用此大孔径有限回转的DD马达，满足了晶圆加工过程中的定位要求，提高了晶圆加工过程中定位的精度，降低了晶圆加工的成本，此外，也提高了晶圆加工的效率。
附图说明
图1是本发明的剖视结构示意图；
图2是本发明的光栅尺组件的俯视剖视结构示意图。
图中，1、电机转子；2、电机外壳；3、安装区域；4、连接组件；5、光栅尺组件；6、永久磁铁；7、电机线圈；8、定子磁筒；9、连接轴承；10、标尺光栅；11、读数头。
具体实施方式
首先说明本发明的设计初衷，晶圆划片是半导体芯片制造中必要的一道工艺流程，近年来随着芯片的小型化、高集成度等趋势，芯片的结构越来越复杂，芯片间有效空间越来越小，晶圆划片机经常采用中空孔DD马达(Direct Drive)作为驱动，现有的DD马达在使用过程中，存在以下缺陷：(1)目前市场上中空孔DD马达的中空孔径多很小，一般小于80mm，无法满足大尺寸(如8英寸、12英寸)晶圆的精确定位摆正；(2)传统的中空孔DD马达，位置反馈单元多采用玻璃圆形编码器，常用的直径和孔径之外的需要定制，不易满足多规格型号，加大了成本；(3)在定制玻璃圆形编码器中，对于大尺寸的玻璃圆形编码器，制作工艺难度非常大，由于刻划精度、平面度都很高，在全球范围内可制作的公司数量都很有限；(4)使用大尺寸玻璃圆形编码器的DD马达，在使用过程易损坏，无形中又加大了成本，因此，本发明设计了一种大孔径有限回转的DD马达。
下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-图2所示，一种大孔径有限回转的DD马达，包括电机转子1，电机转子1上设置有若干个安装孔位，可以与负载工作面相连，所述电机转子1的外侧套设有电机外壳2，电机外壳2的下设置有若干个安装孔位，可以与固定台面相连。
所述电机转子1与所述电机外壳2之间设置有安装区域3，在安装区域3内设置有若干个连接组件4，下面将详细介绍连接组件4，连接组件4包括设置在安装区域3内的连接轴承9，连接轴承9用于连接电机外壳2和电机转子1，可使转子相对于外壳同心旋转运动，连接轴承9的外环与电机外壳2连接，所述连接轴承9的内环与电机转子1连接，连接轴承9设置有2个，可以根据需要采用1个或4个轴承或更多轴承。
在安装区域3内位于两个连接组件4之间设置有光栅尺组件5，光栅尺组件5作为位置反馈，下面将详细介绍光栅尺组件5，光栅尺组件5包括设置在连接轴承9一侧的标尺光栅10，所述标尺光栅10一侧设置有读数头11，标尺光栅10粘接在电机外壳2内侧，通过固定件或焊接方式进行锁紧，所述读数头11粘接在电机转子1的外侧，通过固定件或焊接方式进行锁紧。
将光栅尺组件5环形贴于内环，区别于传统的圆盘码盘，易碎，制作周期长，价格高，不易满足多规格型号，光栅尺组件5环形贴，可以满足各种孔径大小的规格，只需裁切不同长度的标尺光栅10就可以，标尺光栅10可以贴270°，或其他大于90°，满足半导体晶圆行业(加工晶圆通常仅需90°的转动)，只需要有限角度旋转和回转的应用，不满足360°或无限位的运动。
当马达转动时，通过电机转子1带动标尺光栅10转动，读数头11与标尺光栅10产生相对滑动，读数头11在标尺光栅10旋转的过程中进行角信息反馈，获取定位数值。
在安装区域3内还设置有永久磁铁6、所述电机线圈7、所述有定子磁筒8，在电机转子1的外侧中部位置上设置有永久磁铁6，在永久磁铁6的外侧套设有电机线圈7，在电机线圈7的外侧套设有定子磁筒8，永久磁铁6、电机线圈7、定子磁筒8，为动力装置，可带动转子相对于外壳同心旋转运动。
上面详细的说明了本发明的具体结构，下面将说明本发明的工作原理：以晶圆划片加工为例，电机外壳2与划片机相连使之固定，负载与电机转子1相连。通电后，由于磁场力作用，通过永久磁铁6带动电机转子1进行转动，电机转子1带动读数头11进行转动，读数头11在旋转的过程中与标尺光栅10进行角信息反馈，获取定位数值，获取后反馈给伺服系统，再通过伺服系统控制马达的输出转角，若没有达到指定位置，马达再调整补偿，直到完成90°，满足晶圆加工要求。
外壳及转子，通常采用圆柱体，且外壳在外、转子在内，实际不限于形状，可采用圆锥体，也可通过修改结构，使外壳在内、转子在外。
在对晶圆进行划片加工时，因制造工艺会对晶圆上器件的电性能产生影响，所以通常从晶圆的背面进行加工，加工时通常是从晶圆的沟槽进行起刀，但是由于晶圆背面没有沟槽，为了加工位置的准确，采用正面通过CCD进行定位，背面通过激光或者刀轮进行划片工艺，CCD放置在DD马达的中空轴中，待加工晶圆放置在负载面且正面朝下，CCD通过中空空间孔位晶圆正面沟槽，定位结束直接采用激光或刀轮从上面(背面)加工，提升了效率，节约了时间，本技术方案仅以对晶圆进行划片加工时，实际在不需360°旋转的其他形式、且不局限于90°旋转，均可采用本发明。
本技术方案提供的大孔径有限回转的DD马达，结构设计巧妙，实用性较强，且运行稳定性高，使用寿命长，运用此大孔径有限回转的DD马达，满足了晶圆加工过程中的定位要求，提高了晶圆加工过程中定位的精度，降低了晶圆加工的成本，此外，也提高了晶圆加工的效率。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大孔径有限回转的DD马达，其特征在于，包括电机转子(1)，所述电机转子(1)的外侧套设有电机外壳(2)，所述电机转子(1)与所述电机外壳(2)之间设置有安装区域(3)，所述安装区域(3)内设置有若干个连接组件(4)，所述安装区域(3)内位于两个连接组件(4)之间设置有光栅尺组件(5)。
2.根据权利要求1所述的一种大孔径有限回转的DD马达，其特征在于，所述电机转子(1)的外侧中部位置上设置有永久磁铁(6)。
3.根据权利要求2所述的一种大孔径有限回转的DD马达，其特征在于，所述永久磁铁(6)的外侧套设有电机线圈(7)。
4.根据权利要求3所述的一种大孔径有限回转的DD马达，其特征在于，所述电机线圈(7)的外侧套设有定子磁筒(8)。
5.根据权利要求4所述的一种大孔径有限回转的DD马达，其特征在于，所述永久磁铁(6)、所述电机线圈(7)、所述有定子磁筒(8)均设置在安装区域(3)内。
6.根据权利要求1所述的一种大孔径有限回转的DD马达，其特征在于，所述连接组件(4)包括设置在安装区域(3)内的连接轴承(9)，所述连接轴承(9)的外环与电机外壳(2)连接，所述连接轴承(9)的内环与电机转子(1)连接。
7.根据权利要求6所述的一种大孔径有限回转的DD马达，其特征在于，所述光栅尺组件(5)包括设置在连接轴承(9)一侧的标尺光栅(10)，所述标尺光栅(10)一侧设置有读数头(11)。
8.根据权利要求7所述的一种大孔径有限回转的DD马达，其特征在于，所述标尺光栅(10)粘接在电机外壳(2)内侧，通过固定件或焊接方式进行锁紧，所述读数头(11)粘接在电机转子(1)的外侧，通过固定件或焊接方式进行锁紧。
9.根据权利要求1所述的一种大孔径有限回转的DD马达，其特征在于，所述电机外壳(2)的下设置有若干个安装孔位。
10.根据权利要求1所述的一种大孔径有限回转的DD马达，其特征在于，所述电机转子(1)上设置有若干个安装孔位。
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