本發明涉(she)及(ji)晶片(pian)厚度測(ce)量(liang)領域，具體而(er)言(yan)，涉(she)及(ji)基(ji)于磁致伸縮效應的(de)壓電晶片(pian)厚度測(ce)量(liang)裝(zhuang)置(zhi)及(ji)測(ce)量(liang)方法。

背景技術：

1、厚(hou)度是晶(jing)片生產質量(liang)(liang)的一個重(zhong)要指標，隨著科學(xue)技術(shu)(shu)的發展，現有技術(shu)(shu)中(zhong)(zhong)的晶(jing)片尺寸(cun)越來越小，厚(hou)度也(ye)越來越薄。在晶(jing)片批(pi)量(liang)(liang)生產過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)，需(xu)通(tong)過(guo)抽檢的方式來測(ce)量(liang)(liang)晶(jing)片厚(hou)度。目前(qian)的晶(jing)片厚(hou)度測(ce)量(liang)(liang)裝(zhuang)置多是利用常規的機械驅動(dong)(dong)器（例(li)如氣缸、電(dian)動(dong)(dong)伸縮桿、線性模組(zu)等）帶動(dong)(dong)量(liang)(liang)表探頭上(shang)下(xia)移(yi)動(dong)(dong)，使得量(liang)(liang)表探頭與(yu)晶(jing)片表面接觸，從而利用量(liang)(liang)表測(ce)出(chu)晶(jing)片的厚(hou)度。

2、而常規的(de)機(ji)械(xie)驅動器在(zai)微動情況下(xia)的(de)運動精(jing)度以及靈(ling)敏度較(jiao)差，特別(bie)是(shi)在(zai)微米(mi)級別(bie)的(de)測量領域(yu)，更是(shi)難(nan)以精(jing)準控制(zhi)，也難(nan)以消(xiao)除(chu)運動時的(de)微小跳動，以致在(zai)晶片(pian)厚度測量過程(cheng)中，量表讀數(shu)出現較(jiao)大的(de)波動，不利于(yu)精(jing)確測量晶片(pian)的(de)厚度。

技術實現思路

1、本發(fa)明的目的在于(yu)提供基于(yu)磁致伸縮效(xiao)應的壓(ya)電(dian)(dian)晶(jing)片(pian)(pian)厚度測(ce)量裝置(zhi)，用于(yu)精確(que)地(di)測(ce)量壓(ya)電(dian)(dian)晶(jing)片(pian)(pian)的厚度，并(bing)且(qie)精確(que)地(di)判斷壓(ya)電(dian)(dian)晶(jing)片(pian)(pian)各區域的厚度是否均(jun)勻。

2、本發明的目的通過以下技(ji)術方案實現：

3、一種(zhong)基于磁致伸(shen)縮效應的(de)壓電(dian)晶片厚度測量裝置，包括：

4、底座，頂(ding)面設置有立柱以及立板(ban)；

5、安(an)裝架，通(tong)過(guo)線(xian)性模組上(shang)下滑動地安(an)裝在所述立柱上(shang)；

6、非鐵(tie)磁性材料制成的(de)直管(guan)，所述直管(guan)的(de)頂部與所述安(an)裝(zhuang)架(jia)(jia)可拆卸固(gu)定連接在(zai)一起(qi)，在(zai)所述直管(guan)的(de)內部設置有支架(jia)(jia)；

7、安裝桿，上部(bu)與(yu)所述支架可拆卸固定連接；

8、磁致(zhi)伸縮材料制成(cheng)的伸縮體，所述伸縮體設置在所述安裝(zhuang)桿的底端；

9、下(xia)壓(ya)塊，通過連接桿連接在所(suo)述伸(shen)縮(suo)體的底端；

10、感應部，安(an)裝在所述下(xia)壓塊(kuai)的底面中心位置；

11、線(xian)圈，纏繞在所述直(zhi)管(guan)的外(wai)壁上，所述線(xian)圈與直(zhi)流(liu)電源電連接(jie)；

12、用于放置(zhi)壓(ya)電晶(jing)片(pian)的載(zai)臺，所(suo)述載(zai)臺安(an)裝在所(suo)述底座上，在測量時，所(suo)述載(zai)臺位于所(suo)述感(gan)應(ying)部(bu)的正(zheng)下方，以(yi)利用所(suo)述感(gan)應(ying)部(bu)感(gan)知(zhi)是否與所(suo)述壓(ya)電晶(jing)片(pian)接觸(chu)；

13、由尺(chi)身(shen)以及讀(du)數頭組成的光柵尺(chi)，所(suo)述(shu)尺(chi)身(shen)安裝在所(suo)述(shu)立板上，所(suo)述(shu)讀(du)數頭與(yu)所(suo)述(shu)下壓(ya)塊(kuai)相連；

14、顯示(shi)屏，安(an)裝在(zai)所述(shu)底座(zuo)的(de)頂面(mian)上；

15、控(kong)制器，與(yu)所(suo)述直流(liu)電源、所(suo)述感應部(bu)、所(suo)述線圈、所(suo)述線性模組(zu)、所(suo)述讀數頭以及(ji)所(suo)述顯示屏均電連(lian)接。

16、在一(yi)些可能(neng)的(de)實施(shi)例中，所(suo)述感應(ying)部為一(yi)塊尺寸大于所(suo)述壓電晶片的(de)觸屏，所(suo)述觸屏與所(suo)述下壓塊的(de)底(di)面齊(qi)平(ping)。

17、在一(yi)些可能的實施(shi)例中，所述載臺包括：

18、載板(ban)(ban)(ban)，頂(ding)面為光(guang)滑平面，在(zai)所述載板(ban)(ban)(ban)的(de)頂(ding)面設置有一定位圈，所述壓電(dian)晶片平放在(zai)所述載板(ban)(ban)(ban)的(de)頂(ding)面上并置于所述定位圈內；

19、轉(zhuan)臂(bei)(bei)，所(suo)述(shu)載板(ban)通過(guo)支撐柱連接在所(suo)述(shu)轉(zhuan)臂(bei)(bei)的一端(duan)頂部，所(suo)述(shu)轉(zhuan)臂(bei)(bei)的另一端(duan)通過(guo)轉(zhuan)臺轉(zhuan)動安(an)裝(zhuang)在所(suo)述(shu)底座上。

20、在(zai)一些可能的實施例中，在(zai)所述底座的頂面上還設(she)置有一定位(wei)柱以及(ji)一緊靠所述定位(wei)柱的搭臺；

21、在(zai)測量(liang)時，所(suo)述轉臂(bei)與所(suo)述定位(wei)柱相抵接，以利用(yong)所(suo)述定位(wei)柱對所(suo)述轉臂(bei)進行(xing)定位(wei)，并且，所(suo)述轉臂(bei)搭接在(zai)所(suo)述搭臺(tai)上。

22、在一些可能的實施例中(zhong)，在所述轉臂(bei)和(he)所述搭(da)臺(tai)(tai)之間還(huan)安(an)裝有鎖緊(jin)(jin)件，所述鎖緊(jin)(jin)件用于(yu)將所述轉臂(bei)鎖緊(jin)(jin)在所述搭(da)臺(tai)(tai)上。

23、在(zai)一些可能的實施例中，所(suo)(suo)述鎖緊件包(bao)括螺(luo)栓(shuan)以及固接(jie)在(zai)所(suo)(suo)述螺(luo)栓(shuan)頭部的凸(tu)(tu)柱(zhu)(zhu)，在(zai)所(suo)(suo)述轉臂上(shang)開設(she)(she)有螺(luo)孔(kong)，在(zai)所(suo)(suo)述搭臺上(shang)開設(she)(she)有與所(suo)(suo)述螺(luo)孔(kong)對應的銷孔(kong)，所(suo)(suo)述螺(luo)栓(shuan)螺(luo)接(jie)在(zai)所(suo)(suo)述螺(luo)孔(kong)中，鎖緊時，所(suo)(suo)述凸(tu)(tu)柱(zhu)(zhu)插入所(suo)(suo)述銷孔(kong)中。

24、在一些(xie)可能的(de)實施(shi)例中(zhong)，在所(suo)(suo)述(shu)(shu)連接桿(gan)的(de)中(zhong)部設置(zhi)有與所(suo)(suo)述(shu)(shu)直(zhi)管(guan)適配的(de)導(dao)向塊(kuai)，所(suo)(suo)述(shu)(shu)導(dao)向塊(kuai)上下滑動地置(zhi)于所(suo)(suo)述(shu)(shu)直(zhi)管(guan)中(zhong)。

25、在(zai)一些可能的(de)(de)(de)實施(shi)例中，所(suo)(suo)述(shu)(shu)安裝架包括桿(gan)體(ti)、內(nei)螺紋(wen)(wen)管以及(ji)頂圈，所(suo)(suo)述(shu)(shu)桿(gan)體(ti)的(de)(de)(de)一端(duan)與所(suo)(suo)述(shu)(shu)內(nei)螺紋(wen)(wen)管的(de)(de)(de)外壁固定連接，所(suo)(suo)述(shu)(shu)桿(gan)體(ti)的(de)(de)(de)另一端(duan)與所(suo)(suo)述(shu)(shu)線性模組的(de)(de)(de)滑塊相連，所(suo)(suo)述(shu)(shu)頂圈固設在(zai)所(suo)(suo)述(shu)(shu)內(nei)螺紋(wen)(wen)管的(de)(de)(de)頂部；

26、所述直(zhi)管(guan)的上(shang)部(bu)與所述內螺紋管(guan)螺接，并且所述直(zhi)管(guan)的頂(ding)端抵靠在(zai)所述頂(ding)圈(quan)的底面上(shang)。

27、在一些可能的(de)(de)實施例(li)中(zhong)，所(suo)述(shu)支架包括連接(jie)(jie)塊以(yi)及頂端封閉的(de)(de)圓(yuan)(yuan)管(guan)，所(suo)述(shu)圓(yuan)(yuan)管(guan)通過所(suo)述(shu)連接(jie)(jie)塊固定(ding)連接(jie)(jie)在所(suo)述(shu)直(zhi)(zhi)管(guan)的(de)(de)內壁上(shang)，并(bing)且，所(suo)述(shu)圓(yuan)(yuan)管(guan)與所(suo)述(shu)直(zhi)(zhi)管(guan)同軸，所(suo)述(shu)安裝桿的(de)(de)上(shang)部螺接(jie)(jie)在所(suo)述(shu)圓(yuan)(yuan)管(guan)中(zhong)。

28、本(ben)發(fa)明還提供(gong)一種壓(ya)(ya)電晶片厚(hou)(hou)度(du)測量方法(fa)(fa)，使用上述(shu)的基于磁致伸縮效應的壓(ya)(ya)電晶片厚(hou)(hou)度(du)測量裝(zhuang)置(zhi)，該方法(fa)(fa)包括：

29、將(jiang)壓(ya)電晶片平放在所述載(zai)(zai)臺(tai)上并使得所述載(zai)(zai)臺(tai)位于所述感應部的(de)正下(xia)方；

30、利用(yong)所(suo)述(shu)控(kong)制器控(kong)制所(suo)述(shu)線性模組(zu)而(er)驅使(shi)所(suo)述(shu)安裝架帶動所(suo)述(shu)直(zhi)管下(xia)移，以使(shi)所(suo)述(shu)感(gan)應部靠近位于所(suo)述(shu)載臺上的所(suo)述(shu)壓電晶片，直(zhi)至(zhi)所(suo)述(shu)線性模組(zu)的下(xia)移量到達(da)預設(she)值；

31、利(li)用所述(shu)(shu)(shu)控(kong)制器控(kong)制所述(shu)(shu)(shu)線(xian)圈(quan)通電(dian)，從而(er)在所述(shu)(shu)(shu)直管(guan)內(nei)產生朝(chao)下(xia)的感應磁場，所述(shu)(shu)(shu)感應磁場作用在所述(shu)(shu)(shu)伸縮體(ti)上而(er)驅動所述(shu)(shu)(shu)伸縮體(ti)朝(chao)下(xia)形變伸長，進(jin)而(er)使得所述(shu)(shu)(shu)下(xia)壓(ya)塊帶(dai)動所述(shu)(shu)(shu)感應部進(jin)一步靠近所述(shu)(shu)(shu)壓(ya)電(dian)晶片；

32、利用所述(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)控制(zhi)器(qi)逐漸增大(da)流(liu)經所述(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)線圈(quan)的(de)電流(liu)，從而使得所述(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)感(gan)應磁場逐漸增大(da)，進(jin)而使得所述(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)伸縮體的(de)形變伸長量(liang)逐漸增大(da)，直至所述(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)感(gan)應部與所述(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)壓(ya)電晶片(pian)接(jie)(jie)觸(chu)(chu)，在所述(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)感(gan)應部與所述(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)壓(ya)電晶片(pian)接(jie)(jie)觸(chu)(chu)的(de)瞬間，所述(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)感(gan)應部反饋信(xin)號(hao)給(gei)所述(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)控制(zhi)器(qi)，所述(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)控制(zhi)器(qi)根(gen)據所述(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)反饋信(xin)號(hao)保持線圈(quan)當前(qian)的(de)供電量(liang)；

33、利用讀數(shu)(shu)頭讀出所(suo)(suo)述(shu)光柵尺的數(shu)(shu)值(zhi)而得(de)到讀數(shu)(shu)，所(suo)(suo)述(shu)讀數(shu)(shu)為所(suo)(suo)述(shu)載臺以及(ji)所(suo)(suo)述(shu)壓(ya)電晶片的總厚度；

34、利用所(suo)述(shu)(shu)控制器處理所(suo)述(shu)(shu)讀數，得到所(suo)述(shu)(shu)壓電晶片(pian)的(de)厚度值(zhi)，并(bing)利用所(suo)述(shu)(shu)顯(xian)示(shi)器顯(xian)示(shi)所(suo)述(shu)(shu)壓電晶片(pian)的(de)厚度值(zhi)。

35、本發明實施例的(de)技術(shu)方案至少具有(you)如下優點和有(you)益效果：

36、本發明提供的(de)(de)基于磁致伸(shen)(shen)(shen)縮效(xiao)應的(de)(de)壓(ya)電(dian)(dian)晶(jing)(jing)片(pian)厚(hou)度測量(liang)(liang)裝置借助線(xian)性模組(zu)帶動直(zhi)管(guan)(guan)在豎直(zhi)方向上作(zuo)較大(da)范圍的(de)(de)升(sheng)降，當(dang)位于直(zhi)管(guan)(guan)下(xia)方的(de)(de)感(gan)(gan)應部即將(jiang)靠近壓(ya)電(dian)(dian)晶(jing)(jing)片(pian)時(shi)(shi)，線(xian)性模組(zu)停止，而(er)后利(li)(li)(li)用(yong)直(zhi)流(liu)電(dian)(dian)源給線(xian)圈供電(dian)(dian)，此(ci)時(shi)(shi)，線(xian)圈在直(zhi)管(guan)(guan)中產生感(gan)(gan)應磁場(chang)(chang)(chang)，利(li)(li)(li)用(yong)該感(gan)(gan)應磁場(chang)(chang)(chang)驅動伸(shen)(shen)(shen)縮體朝(chao)下(xia)變形(xing)而(er)伸(shen)(shen)(shen)長(chang)(chang)，伸(shen)(shen)(shen)長(chang)(chang)的(de)(de)伸(shen)(shen)(shen)縮體則(ze)通過連接桿(gan)帶動下(xia)壓(ya)塊(kuai)以及感(gan)(gan)應部下(xia)壓(ya)，利(li)(li)(li)用(yong)控(kong)制器(qi)逐(zhu)漸(jian)(jian)增(zeng)大(da)線(xian)圈的(de)(de)供電(dian)(dian)量(liang)(liang)，也(ye)即使(shi)得(de)線(xian)圈中的(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)逐(zhu)漸(jian)(jian)增(zeng)大(da)，以便使(shi)得(de)直(zhi)管(guan)(guan)中的(de)(de)感(gan)(gan)應磁場(chang)(chang)(chang)逐(zhu)漸(jian)(jian)增(zeng)大(da)，這樣，伸(shen)(shen)(shen)縮體朝(chao)下(xia)伸(shen)(shen)(shen)長(chang)(chang)的(de)(de)量(liang)(liang)則(ze)逐(zhu)漸(jian)(jian)增(zeng)大(da)，進而(er)驅使(shi)感(gan)(gan)應部逐(zhu)漸(jian)(jian)靠近壓(ya)電(dian)(dian)晶(jing)(jing)片(pian)，直(zhi)至感(gan)(gan)應部感(gan)(gan)知與壓(ya)電(dian)(dian)晶(jing)(jing)片(pian)接觸，此(ci)時(shi)(shi)，利(li)(li)(li)用(yong)控(kong)制器(qi)保持線(xian)圈當(dang)前供電(dian)(dian)量(liang)(liang)，然后則(ze)利(li)(li)(li)用(yong)光柵尺(chi)獲(huo)(huo)得(de)測量(liang)(liang)結果，該測量(liang)(liang)結果也(ye)即讀(du)數頭的(de)(de)讀(du)數，而(er)該讀(du)數為壓(ya)電(dian)(dian)晶(jing)(jing)片(pian)和(he)載臺的(de)(de)總厚(hou)度，最(zui)后利(li)(li)(li)用(yong)控(kong)制器(qi)處(chu)理該讀(du)數，最(zui)終獲(huo)(huo)得(de)壓(ya)電(dian)(dian)晶(jing)(jing)片(pian)的(de)(de)厚(hou)度值(zhi)，并且利(li)(li)(li)用(yong)顯示(shi)屏顯示(shi)獲(huo)(huo)得(de)的(de)(de)壓(ya)電(dian)(dian)晶(jing)(jing)片(pian)厚(hou)度值(zhi)。

37、和現(xian)有技術相比，本發明提供的測量(liang)裝置在(zai)感應(ying)(ying)(ying)部(bu)(bu)即將(jiang)接觸壓(ya)電(dian)(dian)晶(jing)片時(shi)，借助(zhu)伸(shen)縮(suo)(suo)體的磁(ci)致伸(shen)縮(suo)(suo)效應(ying)(ying)(ying)來繼(ji)續驅動(dong)(dong)感應(ying)(ying)(ying)部(bu)(bu)下(xia)壓(ya)，而(er)非(fei)全程使(shi)(shi)用線(xian)性模組(zu)來驅動(dong)(dong)感應(ying)(ying)(ying)部(bu)(bu)下(xia)降，由于(yu)伸(shen)縮(suo)(suo)體在(zai)磁(ci)致伸(shen)縮(suo)(suo)時(shi)的可控(kong)性更(geng)(geng)強，運動(dong)(dong)精度以(yi)及(ji)靈敏度更(geng)(geng)高(gao)(gao)，其伸(shen)縮(suo)(suo)完全依靠磁(ci)場變化(hua)，因此在(zai)伸(shen)縮(suo)(suo)以(yi)及(ji)停止伸(shen)縮(suo)(suo)時(shi)不會(hui)產生跳動(dong)(dong)，另外，配(pei)合感應(ying)(ying)(ying)部(bu)(bu)以(yi)及(ji)控(kong)制器，能夠使(shi)(shi)得伸(shen)縮(suo)(suo)體在(zai)感應(ying)(ying)(ying)部(bu)(bu)接觸到(dao)壓(ya)電(dian)(dian)晶(jing)片的瞬時(shi)立(li)即停止伸(shen)出，避免壓(ya)傷壓(ya)電(dian)(dian)晶(jing)片，再者，配(pei)合光柵(zha)尺，從而(er)使(shi)(shi)得測量(liang)結(jie)果精度更(geng)(geng)高(gao)(gao)，以(yi)便(bian)更(geng)(geng)加精確地(di)獲取壓(ya)電(dian)(dian)晶(jing)片的厚度。

技術特征：

1.一種基于磁(ci)致伸縮效(xiao)應的壓(ya)電(dian)晶片(pian)厚(hou)度測(ce)量裝置，其特征在于，包括：

2.根據權利要求(qiu)1所述的基于磁(ci)致伸縮(suo)效(xiao)應的壓電晶片厚度測(ce)量裝置，其(qi)特(te)征在于：

3.根據權(quan)利要求(qiu)1或2所述的基(ji)于磁致伸縮(suo)效應的壓(ya)電晶片(pian)厚度測(ce)量裝置(zhi)，其特征在(zai)于，所述載(zai)臺包括(kuo)：

4.根據權(quan)利要求3所述的(de)基于磁致伸縮效應的(de)壓電晶片(pian)厚度(du)測量裝置(zhi)，其(qi)特征(zheng)在于：

5.根據權(quan)利要求4所(suo)述(shu)的(de)基于磁致伸縮效應的(de)壓電晶片厚度測量裝置，其特征在于：

6.根據權利要(yao)求5所述(shu)的基于磁(ci)致伸縮效應(ying)的壓電晶片厚度測量裝置，其(qi)特征(zheng)在(zai)于：

7.根(gen)據權(quan)利要(yao)求(qiu)1或(huo)2所述的基于磁(ci)致伸(shen)縮效應的壓電晶片厚度測(ce)量(liang)裝置，其(qi)特征在于：

8.根據權利要求1或2所(suo)述的(de)基于(yu)(yu)磁致(zhi)伸縮效應的(de)壓電晶片厚度測(ce)量裝置，其特征在(zai)于(yu)(yu)：

9.根據權利要求(qiu)8所述的基于(yu)磁致伸縮效應的壓電晶(jing)片厚度(du)測量(liang)裝置，其特征在于(yu)：

10.一種(zhong)壓電晶片厚度(du)測(ce)量方法，其特征在于(yu)，使用如(ru)權利要求1-6中任(ren)一項(xiang)所述(shu)的基于(yu)磁(ci)致伸(shen)縮效應的壓電晶片厚度(du)測(ce)量裝(zhuang)置，該方法包括：

技術總結
本發明涉及晶片厚度測量領域，提供了基于磁致伸縮效應的壓電晶片厚度測量裝置及測量方法，該裝置包括底座，頂面設立柱以及立板；安裝架，通過線性模組滑動安裝在立柱上；直管，與安裝架連接，直管的內部設支架；安裝桿，與支架連接；磁致伸縮材料制成的伸縮體，伸縮體設在安裝桿的底端；下壓塊，通過連接桿連接在伸縮體的底端；感應部，安裝于下壓塊；線圈，纏繞在直管上，線圈與直流電源電連接；放置壓電晶片的載臺，載臺安裝在底座上；由尺身以及讀數頭組成的光柵尺，尺身安裝在立板上，讀數頭通過連接板與下壓塊相連；顯示屏，安裝在底座的頂面上；控制器，與直流電源、感應部、線圈、線性模組、讀數頭以及顯示屏均電連接。

技術研發人員：崔雅靜,許一清,魏斌,周賢永,劉嶼劍,陸旺,余然,李文廣,常相輝
受保護的技術使用者：西南交通大學
技術研發日：
技術公布日：2024/9/23