一种轮廓仪的制作方法

本发明涉及轮廓检测设备，尤其涉及一种轮廓仪。

背景技术：

1、轮廓仪是一种对物体轮廓、二维尺寸、二维位移进行测试与检测的仪器，属于精密测试仪器，广泛应用在机械加工、电机、汽配、精密工具和光学元件等行业。

2、轮廓仪包括载台、传感器和与传感器连接的探针，载台用于承载工件，并能带动工件运动。以轮廓仪探测晶圆表面轮廓为例，轮廓仪的工作过程大致为：探针的尖端与被测晶圆表面接触，当载台承载被测晶圆相对于探针滑动时，被测晶圆表面的凹凸结构使探针产生上下浮动，传感器感应该浮动变化，从而引起交流载波波形发生变化，进一步记录被测晶圆的轮廓。具体地，探针的针尖轮廓为圆锥型曲面，载台带动被测晶圆运动时，被测晶圆的凹槽深度和凸起高度不超出探针的量程（即圆锥型曲面的高度）时，在圆锥型曲面的导向作用下，探针进行上下浮动，以被传感器感应。

3、但是，现有的轮廓仪，当测试人员误操作将针尖扎到被测晶圆外面（例如载台表面的缝隙或者气孔中），或者被测晶圆表面的凹槽深度或凸起高度超出了所选探针的量程，此时探针针尖无法通过圆锥型曲面进行导向而上下浮动，导致探针持续受到横向拉力，造成探针损伤，而后续更换探针及探针校准工作复杂，不仅影响测试效率，还可能影响轮廓仪的测试结果。因此，目前亟需一种轮廓仪，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种轮廓仪，能够识别到探针的非正常工作状态，并及时停止载台运动，避免探针进一步损坏。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种轮廓仪，其中，包括：

4、第一底座和探针，该探针安装在该第一底座上；

5、载台，该载台能够承载待测件；

6、驱动机构，该驱动机构能够驱动该载台及该待测件沿第一方向相对于该探针运动；

7、检测机构，该检测机构与该驱动机构电连接，该检测机构能够检测到该探针沿该第一方向受力大于或等于预设数值，并发出第一信号，该驱动机构能够接收该第一信号并停止驱动该载台。

8、作为优选地，该第一底座上开设插槽，该探针包括探针主体和与该探针主体连接的探针连接部，该探针连接部沿该第一方向插接在该插槽中；

9、该检测机构包括扭矩限制器和压力传感器，该扭矩限制器安装在该第一底座上，该扭矩限制器的连接元件与该探针传动连接，该探针在该第一方向的受力大于或等于预设数值时，该连接元件运动并触发该压力传感器，该压力传感器能发送该第一信号。

10、作为优选地，该探针连接部上安装有第一齿轮，该扭矩限制器为齿轮型扭矩限制器，该连接元件为第二齿轮，该第一齿轮与该第二齿轮相啮合，该探针在该第一方向的受力大于或等于预设数值时，该第二齿轮相对于该第一底座转动并触发该压力传感器。

11、作为优选地，该压力传感器包括检测端和安装端，该安装端与该第一底座连接，该检测端伸入该第二齿轮的两个齿之间，该第二齿轮的齿转动时抵压并触发该检测端。

12、作为优选地，该轮廓仪还包括复位组件，该复位组件安装在该第一底座上，该安装端与该复位组件连接，该复位组件配置为使该检测端复位。

13、作为优选地，该复位组件为十字弹簧包括第一十字弹簧轴承，该第一十字弹簧轴承的内圈套筒与该第一底座连接，该安装端与该第一十字弹簧轴承的外圈套筒连接。

14、作为优选地，该复位组件包括转轴和扭簧，该转轴固定在该第一底座上，该扭簧套设在该转轴上，该扭簧的一端与该转轴固定，另一端该安装端连接。

15、作为优选地，该轮廓仪还包括第二底座、随动件和传感器，该第一底座与该第二底座枢转连接，该随动件与该第一底座连接，该传感器设置在该第二底座上，该探针能够带动该第一底座相对于该第二底座转动，以带动该随动件相对于该传感器运动。

16、作为优选地，该第一底座通过第二十字弹簧轴承与该第二底座枢转连接，该第二底座与该第二十字弹簧轴承的内圈套筒连接，该第一底座和该随动件均与该第二十字弹簧轴承的外圈套筒连接。

17、作为优选地，该传感器为电感式传感器，且包括平行设置的第一电容板和第二电容板，该随动件至少部分设置在该第一电容板和该第二电容板之间。

18、有益效果：

19、本发明提供了一种轮廓仪，在驱动机构驱动载台和待测件沿第一方向相对于探针运动的过程中，探针和第一底座能够浮动从而对待测件表面轮廓进行检测，当出现探针针尖扎到待测件外面，或者待测件表面凹槽深度或凸起高度超出了所选探针量程的情况后，此时探针针尖无法通过圆锥型曲面进行导向而上下浮动，探针在第一方向的受力变大，此时检测机构检测到探针沿第一方向上受力大于或等于预设数值并发出第一信号，驱动机构接收该第一信号并停止驱动载台，避免探针损伤，进而避免更换探针，保证测试效率以及轮廓仪的测试结果。

技术特征：

1.一种轮廓仪，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的轮廓仪，其特征在于，所述探针连接部（22）上安装有第一齿轮（11），所述扭矩限制器（12）为齿轮型扭矩限制器，所述连接元件为第二齿轮，所述第一齿轮（11）与所述第二齿轮相啮合，所述探针（2）在所述第一方向的受力大于或等于预设数值时，所述第二齿轮相对于所述第一底座（41）转动并触发所述压力传感器（14）。

3.根据权利要求2所述的轮廓仪，其特征在于，所述压力传感器（14）包括检测端（141）和安装端（142），所述安装端（142）与所述第一底座（41）连接，所述检测端（141）伸入所述第二齿轮的两个齿之间，所述第二齿轮的齿转动时抵压并触发所述检测端（141）。

4.根据权利要求3所述的轮廓仪，其特征在于，所述轮廓仪还包括复位组件（13），所述复位组件（13）安装在所述第一底座（41）上，所述安装端（142）与所述复位组件（13）连接，所述复位组件（13）配置为使所述检测端（141）复位。

5.根据权利要求4所述的轮廓仪，其特征在于，所述复位组件（13）包括第一十字弹簧轴承，所述第一十字弹簧轴承的内圈套筒与所述第一底座（41）连接，所述安装端（142）与所述第一十字弹簧轴承的外圈套筒连接。

6.根据权利要求4所述的轮廓仪，其特征在于，所述复位组件（13）包括转轴和扭簧，所述转轴固定在所述第一底座（41）上，所述扭簧套设在所述转轴上，所述扭簧的一端与所述转轴固定，另一端所述安装端（142）连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的轮廓仪，其特征在于，所述第一底座（41）通过第二十字弹簧轴承（3）与所述第二底座（42）枢转连接，所述第二底座（42）与所述第二十字弹簧轴承（3）的内圈套筒连接，所述第一底座（41）和所述随动件（6）均与所述第二十字弹簧轴承（3）的外圈套筒连接。

8.根据权利要求7所述的轮廓仪，其特征在于，所述传感器（5）为电感式传感器，且包括平行设置的第一电容板（51）和第二电容板（52），所述随动件（6）至少部分设置在所述第一电容板（51）和所述第二电容板（52）之间。

技术总结
本发明属于轮廓检测设备技术领域，公开了一种轮廓仪。轮廓仪包括第一底座和探针，所述探针安装在所述第一底座上；载台，所述载台能够承载待测件；驱动机构，所述驱动机构能够驱动所述载台及所述待测件沿第一方向相对于所述探针运动；检测机构，所述检测机构与所述驱动机构电连接，所述检测机构能够检测到所述探针沿所述第一方向受力大于或等于预设数值，并发出第一信号，所述驱动机构能够接收所述第一信号并停止驱动所述载台。避免探针损伤，进而避免更换探针，保证测试效率以及轮廓仪的测试结果。

技术研发人员：唐秋逸,相宇阳,俞胜武
受保护的技术使用者：无锡卓海科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/24