單體電磁永磁混合結(jié)構(gòu)排斥力的試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著半導(dǎo)體產(chǎn)品的發(fā)展，對(duì)半導(dǎo)體超精密加工平臺(tái)的要求更加迫切，人們不斷探索超精密加工平臺(tái)的控制方法。氣懸浮精密加工平臺(tái)雖有很多優(yōu)點(diǎn)，但系統(tǒng)設(shè)備復(fù)雜、剛度小、承載能力低、加工精度只能達(dá)到幾十納米，對(duì)于更高精度要求的半導(dǎo)體器件，氣懸浮加工平臺(tái)目前還達(dá)不到。本論文課題研究的電磁永磁混合結(jié)構(gòu)結(jié)合了電磁體和永磁體二者的特點(diǎn)，能夠起到純電磁鐵懸浮系統(tǒng)所不能達(dá)到的效果。在混合結(jié)構(gòu)中永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)起主導(dǎo)作用，通入線圈中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)起一個(gè)微調(diào)作用。因此

2、，在產(chǎn)生相同懸浮力的情況下，混合結(jié)構(gòu)比純電磁結(jié)構(gòu)需要的電流較小，工作穩(wěn)定性和安全性更高。電磁永磁混合結(jié)構(gòu)克服了氣懸浮技術(shù)的不足，可以進(jìn)一步提高了在半導(dǎo)體超精密加工方面的精度。
　　 為了確定影響懸浮排斥力的主要因素，以及各因素間的定量關(guān)系。本論文基于電磁場(chǎng)理論的磁路計(jì)算原則，推導(dǎo)出計(jì)算懸浮排斥力的理論公式。通過(guò)ANSYS對(duì)單體電磁永磁混合結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析和仿真，直觀地觀察磁力線、磁流密度和磁場(chǎng)密度的分布情況。通過(guò)對(duì)電流、懸浮間

3、距、永磁體的高度和直徑、線圈的匝數(shù)和高度進(jìn)行正交試驗(yàn)，找出影響排斥力的最優(yōu)組合因子順序，為進(jìn)一步的試驗(yàn)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通過(guò)改變電流的變化，從而改變排斥力的大小，最終改變懸浮間距的大小，使懸浮體重新處于一個(gè)新的平衡。
　　 通過(guò)對(duì)單因子模型的模擬數(shù)據(jù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表明，線圈電流變化對(duì)排斥力的影響呈線性關(guān)系，對(duì)懸浮間距的影響同樣呈線性關(guān)系。盡管懸浮排斥力和懸浮間距隨線圈電流變化較小，但這種微調(diào)作用正是超精密加工平臺(tái)控制中所需要的，該