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光刻机是太阳能电池生产的关键设备,而主基板与工件台是光刻机的核心部件。整机框架为主基板与工件台的支撑部件,其内部风机振动影响主基板的稳定性与工件台的准确定位。橡胶垫安装在整机框架与主基板之间用来隔振,其承载特性直接影响主基板与工件台工作面的水平度,进而影响光刻机加工精度。主基板与工件台的振动响应,结构低阶模态频率是反映光刻机动态特性的关键指标,亦会影响光刻机加工精度。因此,为了提高光刻机加工精度与系统稳定性,对光刻机橡胶隔振垫静态特性与光刻机动态特性进行分析与优化显得十分必要。
首先,通过有限元分析软件Pro/Mechanica对光刻机进行自重下的静态特性分析,验证了光刻机微孔发泡橡胶隔振垫的强度设计不合理,对此将其更换为密实橡胶材料,并进行同样条件的静态特性分析,分析结果表明密实橡胶隔振垫承载特性较好,且强度设计合理。其次,对光刻机进行模态与谐响应分析,旨在了解结构的固有振动特性,并通过激励点与测量点的位移一频率曲线验证了橡胶垫的高频隔振特性。最后,以降低主基板与工件台的振动位移响应,提高结构前两阶模态频率为优化目标,选取对优化目标较敏感的橡胶隔振垫硬度、厚度以及倒圆角半径为优化参数,基于正交试验得到一组满足优化目标的较好方案,对光刻机的动态特性进行了优化。
光刻机橡胶隔振垫的材料更换后,其承载特性得到改善。光刻机动态特性优化后,降低了主基板与工件台的振动位移响应,且结构的前两阶模态频率均得到提高,因此,可表明优化后光刻机的加工精度与系统稳定性得到了提高。