CN102496541A - 一种场发射电子源发叉钨丝成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种场发射电子源发叉钨丝成型装置。本发明的焊接装置包括：刀片；底座；控制刀片向下挤压深度的刀片架组；包括一对间距可调的左固定托和右固定托的间距调节组；以及一对用于放置钨丝的钨丝定位片。本发明的成型装置，可以在5°-95°角度范围内的任意角度对钨丝进行精确的弯曲，既能精确保证弯曲角度也能精确保证V型叉具有相同的长度；并且可多根钨丝一次同时成型，极大的提高了发叉钨丝成型的精度和一致性，同时也大大的提高了V型发叉钨丝制作效率，为确保后续焊接和安装精度提供了保证。

Description

一种场发射电子源发叉钨丝成型装置

技术领域

本发明涉及成型装置，具体涉及一种场发射电子源发叉钨丝成型装置。

背景技术

场发射电子显微镜作为人类探索微观世界的重要工具，以其独特的高分辨及分析性能，被广泛地应用于材料科学、生命科学、半导体工业以及地质、能源、医疗、制药等诸多领域，在人类科学研究和工业生产中发挥着巨大作用。

场发射电子源是场发射电镜的核心部件之一，电子枪性能的主要参数包括电子枪的发射电流密度、束流分布、束斑形状等。其性能直接影响着电子显微镜的分辨本领。

场发射电子源包括：带有两个电极的陶瓷座；焊接在陶瓷座的电极上的V型发叉钨丝；以及焊接在V型发叉钨丝的尖端的单晶钨丝，其中单晶钨丝的直径为0.1-0.2mm。将陶瓷座装入圆筒状的栅帽中，使单晶钨丝穿过栅帽顶端中心处直径为0.35-0.4mm的小孔，并且要求单晶钨丝位于栅帽孔的中心，偏心度小于10微米，从而构成场发射电子源发射体的基本单元。

在发射体的基本单元中，V型发叉钨丝的作用是电流加载和单晶钨丝支撑，其弯曲角度和V型叉长度的一致性是保证后续焊接和安装精度的关键环节。通常V型发叉钨丝成型的方法是将直钨丝放在软橡胶垫上，用刀片的刀口挤压钨丝使其弯曲一定的角度，然后测量其角度，保留下满足要求的V型发叉钨丝，这样做成功率很低，且一致性差，对操作人员要求很高。

发明内容

针对以上提出的现有技术的不足，提出本发明。

本发明的目的在于提出一种场发射电子源发叉钨丝成型装置。

本发明的场发射电子源发叉钨丝成型装置包括：刀片；底座；控制刀片向下挤压深度的刀片架组；包括一对间距可调的左固定托和右固定托的间距调节组；以及一对用于放置钨丝的钨丝定位片；其中，刀片安装在刀片架组上，刀片架组安装在底座上，间距调节组安装在底座上，并且刀片位于左固定托和右固定托的间距的正上方，一对钨丝定位片分别固定在左固定托和右固定托上。

刀片架组能够控制刀片向下压向钨丝的挤压深度，间距调节组能够控制右固定托和左固定托之间的狭缝的间距，通过调节刀片的挤压深度和一对固定托之间的狭缝的间距，可以精确的控制放置在钨丝定位片中的V型发叉钨丝的弯曲角度，并同时保证V型叉的长度相同。

刀片架组包括：在底座的左侧固定一个框型支架；在框型支架的两个框梁的右表面上安装一对垂直导轨和垂直滑块；在一对垂直滑块上固定倒U型刀片架；在倒U型刀片架的顶端固定调节钮固定架；在调节钮固定架上安装高度调节钮，高度调节钮位于框型支架的正上面。

在倒U型刀片架的上端固定刀片安装盒，在刀片安装盒内放置刀片，通过两个螺钉固定刀片。

高度调节钮控制调节钮固定架的下底面与固定框架的顶面之间的接触高度，当倒U型刀片架沿垂直导轨上下滑动时，下落高度即为调节钮固定架的下底面与固定框架的顶面之间的接触高度。通过调节高度调节钮，控制了刀片向下压钨丝的挤压深度。

间距调节组包括一对成镜像对称的左固定托和右固定托。左固定托的底部固定在底座上，而右固定托的底部安装在一个水平导轨上，水平导轨固定在底座上。在水平导轨的右端固定调节钮支架，在调节钮支架上安装间距调节钮。调节钮支架为内螺纹，间距调节钮为外螺纹，间距调节钮在调节钮支架内旋转，带动右固定托沿水平导轨左右移动，从而控制右固定托和左固定托之间的狭缝的间距。

间距调节钮的顶端和右固定托的右侧面通过旋转自由方式咬合：间距调节钮的顶端通过在右固定托的右侧面的孔进入右固定托并卡在右固定托里，这个孔的直径等于间距调节钮的直径，间距调节钮能够在这个孔中自由转动，并且带动右固定托在水平导轨上左右移动。通过间距调节钮可以带动右固定托在水平方向左右移动，调节对称的一对固定托之间的间距，间距大小与钨丝弯曲角度相关。

左固定托和右固定托相对的面各设置有凹槽，在凹槽中各放置一块橡胶垫块。两块相对的橡胶垫块构成狭缝，刀片架组向下降落时刀片正好落入此狭缝，刀片会挤压横卧在钨丝定位片的刻槽中的钨丝，使钨丝弯曲成型。由于橡胶垫块具有弹性，当刀片下落时可以缓冲刀片对钨丝的作用力，减小钨丝的损伤，提高钨丝的成品率。

在一对固定托的上表面分别固定一块钨丝定位片，在每个钨丝定位片相对的一侧开了多条长度和缝宽相同的刻槽，用于放置钨丝，从而实现多根钨丝一次同时成型。

本发明的有益效果：

本发明发叉钨丝成型装置是专门为制作统一标准的V型发叉钨丝而设计的一种装置，可以在5°-95°角度范围内的任意角度对钨丝进行精确的弯曲，既能精确保证弯曲角度也能精确保证V型叉具有相同的长度；并且可多根钨丝一次同时成型，极大的提高了发叉钨丝成型的精度和一致性，同时也大大的提高了V型发叉钨丝制作效率，为确保后续焊接和安装精度提供了保证。

附图说明

图1为本发明的场发射电子源发叉钨丝成型装置的结构示意图；

图2为本发明的场发射电子源发叉钨丝成型装置的分解的示意图；

图3为表示本发明的发叉钨丝成型装置的间距调节钮和右固定托的咬合方式的示意图。

具体实施方式

下面通过一个实施例，结合附图详描述本发明的实施方式。

如图1所示，本发明的场发射电子源发叉钨丝成型装置包括：刀片52；底座1；控制刀片向下挤压深度的刀片架组2；包括一对间距可调的左固定托31和右固定托32的间距调节组；以及一对用于放置钨丝的钨丝定位片4；其中，刀片52安装在刀片架组2上，刀片架组2安装在底座1上，间距调节组安装在底座1上并且刀片52位于左固定托31和右固定托32的间距的正上方，一对钨丝定位片4分别固定在左固定托31和右固定托32上。

如图1和图2所示，刀片架组2包括：在底座1的左侧固定一个框型支架21；在框型支架的两个框梁的右表面上安装一对垂直导轨22和垂直滑块23；在一对垂直滑块上固定倒U型刀片架24；在倒U型刀片架的顶端固定调节钮固定架25；在调节钮固定架25上安装高度调节钮26，高度调节钮26位于框型支架21的正上面。

在倒U型刀片架24的上端固定刀片安装盒51，在刀片安装盒51内放置刀片52，通过两个螺钉53固定刀片。

在底座1上并且位于框型支架21和倒U型刀片架24的下方安装间距调节组。间距调节组包括一对成镜像对称的左固定托31和右固定托32，左固定托31的底部固定在底座1上，而右固定托32的底部安装在一个水平导轨33上，水平导轨33固定在底座1上。在水平导轨33的右端固定调节钮支架34，在调节钮支架34上安装右固定托的间距调节钮35。

如图3所示，间距调节钮35的顶端通过在右固定托的右侧面的孔321进入右固定托32并卡在右固定托里，这个孔的直径等于间距调节钮35的直径，间距调节钮35能够在这个孔中自由转动。间距调节钮35的左端具有定位卡351，其直径略大于右固定托32的孔321的直径，从而卡在右固定托32里。右固定托32具有空腔322，空腔322刚好容下定位卡351并使其在空腔322内自由转动。这样，实现了间距调节钮35带动右固定托32沿水平导轨33左右移动。

如图2所示，在一对固定托31和32的上表面分别固定一块钨丝定位片4，在一对钨丝定位片4相对的一侧开了多条刻槽41，用于放置钨丝。刻槽的长约1cm，宽约0.2mm。

在左固定托31和右固定托32相对的面各设置有凹槽，在凹槽中各放置一块橡胶垫块36。

最后需要注意的是，公布实施方式的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种发叉钨丝成型装置，用于制备场发射电子源发射体的V型发叉钨丝，其特征在于，所述装置包括：刀片(52)；底座(1)；控制刀片向下挤压深度的刀片架组(2)；包括一对间距可调的左固定托(31)和右固定托(32)的间距调节组；以及一对用于放置钨丝的钨丝定位片(4)；其中，刀片(52)安装在刀片架组(2)上，刀片架组(2)安装在底座(1)上，间距调节组安装在底座(1)上，并且刀片(52)位于左固定托(31)和右固定托(32)的间距的正上方，一对钨丝定位片(4)分别固定在左固定托(31)和右固定托(32)上。

2.如权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，所述刀片架组(2)包括：在底座(1)的左侧固定一个框型支架(21)；在框型支架的两个框梁的右表面上安装一对垂直导轨(22)和垂直滑块(23)；在垂直滑块上固定倒U型刀片架(24)；在倒U型刀片架的顶端固定调节钮固定架(25)；在调节钮固定架(25)上安装高度调节钮(26)，高度调节钮(26)位于框型支架(21)的正上面。

3.如权利要求2所述的焊接装置，其特征在于，在所述倒U型刀片架(24)的上端固定刀片安装盒(51)，在刀片安装盒(51)内放置刀片(52)，通过两个螺钉(53)固定刀片。

4.如权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，所述间距调节组包括一对成镜像对称的左固定托(31)和右固定托(32)，左固定托(31)的底部固定在底座(1)上，而右固定托(32)的底部安装在一个水平导轨(33)上，水平导轨(33)固定在底座(1)上。

5.如权利要求4所述的焊接装置，其特征在于，在所述水平导轨(33)的右端固定调节钮支架(34)，在所述调节钮支架(34)上安装间距调节钮(35)。

6.如权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，所述间距调节钮(35)的顶端通过在右固定托的右侧面的孔(321)进入右固定托(32)并卡在右固定托里，这个孔的直径等于间距调节钮(35)的直径，间距调节钮(35)能够在这个孔中自由转动，间距调节钮(35)的左端具有定位卡(351)，其直径略大于右固定托(32)的孔(321)的直径，从而卡在右固定托(32)里，右固定托(32)具有空腔(322)，空腔(322)刚好容下定位卡(351)并使其在空腔(322)内自由转动。

7.如权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，在一对钨丝定位片(4)相对称的一侧开了多条刻槽(41)。

8.如权利要求7所述的焊接装置，其特征在于，所述刻槽的长约1cm，宽约0.2mm。

9.如权利要求1所述的焊接装置，其特征在于，在所述左固定托(31)和右固定托(32)相对的面各设置有凹槽，在凹槽中各放置一块橡胶垫块(36)。

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