[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于掃描力顯微鏡上安裝懸臂梁探針的卡具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710301961.6
• 申請(qǐng)日: 2007-12-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101183568A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳曉梅;馬曉蘇;朱振宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)航空工業(yè)第一集團(tuán)公司北京長(zhǎng)城計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G12B21/22
• 分類(lèi)號(hào): G12B21/22;G12B21/02
• 代理公司: 中國(guó)航空專(zhuān)利中心
• 代理人: 李建英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于掃描力顯微鏡上安裝懸臂梁探針的卡具。

背景技術(shù)

掃描力顯微鏡系統(tǒng)由掃描力顯微鏡和控制系統(tǒng)組成。而掃描力顯微鏡由掃描器，懸臂梁探針及其卡具以及懸臂梁彎曲激光探測(cè)單元等組成。掃描力顯微鏡根據(jù)掃描實(shí)施的方式可分為掃描器帶動(dòng)掃描探針在被測(cè)樣品上掃描(簡(jiǎn)稱(chēng)為上掃描)或掃描器帶動(dòng)被測(cè)樣品掃描而掃描探針不動(dòng)(簡(jiǎn)稱(chēng)為下掃描方式)。無(wú)論是哪種掃描方式，最重要的都是懸臂梁彎曲激光探測(cè)單元的入射激光光點(diǎn)能保持在懸臂梁探針背面的同一位置上不動(dòng)或變動(dòng)很小，并隨著掃描器在控制電壓下運(yùn)動(dòng)掃描被測(cè)樣品表面時(shí)懸臂梁探針運(yùn)動(dòng)的可靠性。由于懸臂梁探針是一個(gè)對(duì)微弱力極敏感的100到200微米長(zhǎng)，且一端工作時(shí)需固定而另一自由端有一個(gè)幾個(gè)微米長(zhǎng)、直徑小于10nm的微小的針尖的微懸臂，把這樣小的懸臂梁固定端直接安裝固定到相對(duì)其龐大的掃描力顯微鏡的掃描器上很難保證位置準(zhǔn)確可靠，因此需要有安裝懸臂梁探針的卡具，先把懸臂梁探針安裝在卡具上相應(yīng)的位置，再把裝好探針的卡具固定到掃描力顯微鏡的掃描器上。這就對(duì)安裝懸臂梁探針的探針卡具提出很高的要求，要求既便于安裝懸臂梁探針又要多次重復(fù)安裝在掃描器上時(shí)位置準(zhǔn)確，重復(fù)性能好。

以美國(guó)某個(gè)制造商的掃描力顯微鏡為例，其懸臂梁探針卡具是靠卡具上有4個(gè)類(lèi)似印刷電路板上插接集成電子元件用的小孔來(lái)定位和固定到底部安裝有與小孔匹配的4個(gè)類(lèi)似集成電子元件上管腳樣插針的掃描器上。缺點(diǎn)是插或拔出卡具時(shí)必須萬(wàn)分小心否則容易使插針折彎、而且長(zhǎng)期頻繁插拔后小孔和插針之間的配合由于磨損而變得松散和不牢靠。另外懸臂梁探針是靠片簧壓到懸臂梁探針安裝槽中并由固緊螺釘把片簧固緊在夾具的底部的。當(dāng)裝有懸臂梁探針的卡具插接到掃描器上，如果探針位置有偏差，則必須先把卡具拔下后，擰松固緊螺釘、松開(kāi)片簧、再重新安放懸臂梁探針比較繁瑣費(fèi)時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種位置準(zhǔn)確、重復(fù)性好的用于掃描力顯微鏡上安裝懸臂梁探針的卡具。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，卡具由楔形塊、磁鐵、卡具主體和緊固小螺栓組成，卡具主體的下半部為筒體，上半部的一側(cè)帶有凸耳，凸耳上開(kāi)有至筒體內(nèi)壁的開(kāi)口槽，開(kāi)口槽將凸耳分為兩片，一片上開(kāi)螺紋孔，另一片上開(kāi)光孔；卡具主體的上半部在帶有凸耳一側(cè)的內(nèi)圓中設(shè)置半圓形平臺(tái)，半圓形平臺(tái)自圓心徑向開(kāi)有使入射至懸臂梁探針針尖背面的激光束通過(guò)的凹槽，半圓形平臺(tái)的底部開(kāi)有中心對(duì)稱(chēng)并與楔形塊寬度和楔形塊上底邊厚度相同的通槽，通槽中嵌入楔形塊；卡具主體上半部與下半部接壤處的外緣上沿凸耳向卡具主體中心開(kāi)狹槽。

卡具主體為整體結(jié)構(gòu)，筒體內(nèi)的平臺(tái)與卡具主體的外緣為一體，卡具主體的下半部筒體為空心，卡具主體的上半部筒體中一半為半圓平臺(tái)，另一半為鏤空通孔。楔形塊的平面的中心開(kāi)有圓形槽，圓形槽內(nèi)置入與圓形槽體積相同的磁鐵，楔形塊的楔形面下底邊向上底邊方向開(kāi)有懸臂梁探針安裝槽，楔形塊的平面與楔形面的夾角為12°。

本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)效果是，該卡具安裝到掃描力顯微鏡的掃描器上時(shí)定向和定位準(zhǔn)確、靠固緊小螺釘安裝的牢靠、長(zhǎng)期頻繁使用可靠性和重復(fù)性好，懸臂梁探針粘到楔形塊底面的探針安裝槽后靠磁力裝貼到卡具上時(shí)不僅容易裝拆更換探針而且楔形塊能夠在通槽內(nèi)沿懸臂梁探針?lè)较蚯昂笪恢每烧{(diào)從而調(diào)整了懸臂梁探針針尖使其處于理想的位置。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明卡具的俯視立體示意圖；

圖2為本發(fā)明卡具的仰視立體示意圖；

圖3為本發(fā)明卡具主體零件的俯視立體示意圖；

圖4為本發(fā)明卡具主體零件的仰視立體示意圖；

圖5為本發(fā)明粘好懸臂梁探針和鑲嵌小磁鐵后的楔形塊的俯視立體示意圖；

圖6為本發(fā)明卡具中楔形塊的俯視立體示意圖；

圖7～圖8分別為本發(fā)明安裝于掃描力顯微鏡掃描器上之前和之后的具體實(shí)施例一的示意圖。

具體實(shí)施方式

卡具由楔形塊1、磁鐵3、卡具主體4和緊固小螺栓5組成，卡具主體4的下半部為筒體，上半部的一側(cè)帶有凸耳8，凸耳8上開(kāi)有至筒體內(nèi)壁的開(kāi)口槽12，開(kāi)口槽12將凸耳8分為兩片，一片上開(kāi)螺紋孔，另一片上開(kāi)光孔；卡具主體4的上半部在帶有凸耳8一側(cè)的內(nèi)圓中設(shè)置半圓平臺(tái)11，半圓形平臺(tái)11自圓心徑向開(kāi)有深度和寬度大小以便入射檢測(cè)激光束毫無(wú)阻攔地通過(guò)探針卡具射向懸臂梁探針針尖2的背面的凹槽7，半圓形平臺(tái)11的底部開(kāi)有中心對(duì)稱(chēng)并與楔形塊1寬度和楔形塊1上底邊9厚度相同的通槽13，通槽13中嵌入楔形塊1；卡具主體4上半部與下半部接壤處的外緣上沿凸耳8向卡具主體4中心開(kāi)狹槽6。