具有重力补偿功能的圆筒型音圈电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种集成电路装备制造领域，尤其涉及一种具有重力补偿功能的圆筒型音圈电机。
【背景技术】
[0002]基于安培力原理制造的音圈电机结构简单、维护方便、可靠性高、能量转换效率高，具有固定行程和直接驱动特性以及平滑的输出特性和线性控制等特点，而且电气与机械时间常数低，推力/质量比高，无齿槽效应，不需要换向，理论上有无限的位置灵敏度。基于上述特性，音圈电机十分适用于要求快速、高精度定位的光刻机精密定位单元。通常用于光刻机刻蚀调焦系统中，作为光头调焦的执行机构使用，以提高刻蚀精度。
[0003]圆筒型音圈电机属音圈电机的一种，因其结构紧凑，出力/体积比大等特点，被广泛应用在光刻机中的短行程微动单元。
[0004]图1是专利CN201110146360.9所描述的具有重力补偿功能的圆筒型音圈电机电磁结构，主要包括呈圆筒型的内环背铁101，圆筒型内环磁铁N/S 102和磁铁Η 103，线圈104和处在两个线圈之间的重力补偿磁铁105，外环磁铁N/S 106和外环磁铁Η 107，以及外环背铁108。
[0005]该技术方案中，将重力补偿磁铁与线圈直接接触的方式固定在一起。但在实际应用中，由于磁铁较脆，磁铁不能够作为结构件，因此该结构具有可靠性差的缺点。
【发明内容】
[0006]为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种具有重力补偿功能的圆筒型音圈电机。
[0007]为了实现上述发明目的，本发明公开一种具有重力补偿功能的圆筒型音圈电机，所述音圈电机自内向外依次包括:一内背铁、内磁铁阵列、线圈、外磁铁阵列以及外背铁；所述内背铁外侧与内磁铁阵列固定；所述线圈包括上端线圈和下端线圈，所述上端线圈和下端线圈通过一不导磁结构件连接，所述不导磁结构件内置重力补偿磁铁；所述重力补偿磁铁为1个以上，均匀的分布在所述不导磁结构件上。
[0008]更进一步地，所述内背铁的Ζ向长度大于所述内磁铁阵列的Ζ向长度；所述外背铁的Ζ向长度大于所述外磁铁阵列的Ζ向长度。
[0009]更进一步地，所述内背铁和所述内磁铁阵列被第一磁铁分割为上下两部分；所述外磁铁阵列被第二磁铁分割为上下两部分。
[0010]更进一步地，所述内磁铁阵列的上部分和下部分充磁方向相反，所述重力补偿磁铁的充磁方向与所述内磁铁阵列的下部分相同，所述外磁铁阵列的上部分与所述内磁铁阵列的上部分相同，所述外磁铁阵列的下部分与所述内磁铁阵列的下部分相同；所述第一磁铁的充磁方向与所述第二磁铁的充磁方向相反。
[0011]更进一步地，所述内磁铁阵列的X向宽度大于所述外磁铁阵列的X向宽度。
[0012]更进一步地，所述圆筒型音圈电机与平板型音圈电机组成一磁浮微动平台，所述圆筒型音圈电机与平板型音圈电机的数量相等且沿一圆形对称分布，每一圆筒型音圈电机均与两个平板型音圈电机相邻。
[0013]更进一步地，所述圆筒型音圈电机与平板型音圈电机组成一磁浮微动平台时，所述平板型音圈电机的纵向中心线指向所述电机阵列的中心。
[0014]更进一步地，所述圆筒型音圈电机与平板型音圈电机组成一磁浮微动平台时，所述平板型音圈电机的纵向中心之间所呈的角度应为360° /η, η为平板平板型音圈电机的数量。
[0015]与现有技术相比较，本发明所提供的圆筒型音圈电机具有良好的重力补偿功能，具有更佳的可靠性，且能提供更好的出力/体积比。
【附图说明】
[0016]关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
[0017]图1是现有技术中所使用的具有重力补偿功能的圆筒型音圈电机电磁结构示意图；
图2是本发明所涉及的具有重力补偿功能的圆筒型音圈电机的剖示图；
图3是本发明所涉及的具有重力补偿功能的圆筒型音圈电机分解视图；
图4是本发明所涉及的具有重力补偿功能的圆筒型音圈电机剖面图及磁铁充磁方向不意之一；
图5是本发明所涉及的具有重力补偿功能的圆筒型音圈电机剖面图及磁铁充磁方向不意之一；
图6是本发明所涉及的具有重力补偿功能的圆筒型音圈电机阵列分布方式示意图之图7是本发明所涉及的具有重力补偿功能的圆筒型音圈电机阵列分布方式示意图之
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图8是本发明所涉及的具有重力补偿功能的圆筒型音圈电机阵列分布方式示意图之
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【具体实施方式】
[0018]下面结合附图详细说明本发明的一种具体实施例的具有重力补偿功能的圆筒型音圈电机。然而，应当将本发明理解成并不局限于以下描述的这种实施方式，并且本发明的技术理念可以与其他公知技术或功能与那些公知技术相同的其他技术组合实施。
[0019]在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。此外，在以下描述中所使用的“X向”一词主要指与水平向平行的方向；“Υ向”一词主要指与水平向平行，且与X向垂直的方向'“τ向”一词主要指与水平向垂直，且与χ、γ向均垂直的方向。
[0020]图2是是本发明所涉及的具有重力补偿功能的圆筒型音圈电机的剖视图。图2中301是内环磁铁阵列的背铁，302是内环磁铁阵列，303是外环磁铁阵列，304是外环磁铁阵列的背铁。305是线圈，306是重力补偿磁铁，307是用于固定重力补偿磁铁的不导磁结构件，同时用于连接两个线圈。
[0021]图3是具有重力补偿功能的圆筒型音圈电机分解视图。图中401是外环背铁；402是外环背铁相连的磁铁阵列；403是线圈；404是重力补偿磁铁；405是用于固定并连接两个线圈的非导磁结构件；406是内环磁铁阵列；407是内环背铁。图中示意了 4个重力补偿磁铁的固定方式，即在非导磁件上加工瓦形槽，将重力补偿磁铁嵌入其中。重力补偿磁铁不限于4个，数量可以是η个(η彡1，正整数)，当η=1时，重力