CN113001793B - 一种晶体处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种晶体处理装置及方法，属于晶体处理技术领域。所述晶体处理装置包括：机架，所述机架上安装有基座，所述基座上设置有用于夹持晶体的夹持机构，所述夹持机构包括第一开口；碰撞组件，所述碰撞组件设置在所述夹持机构的外侧，所述碰撞组件包括第一碰撞件和第一动力机构，所述第一动力机构用于驱动所述第一碰撞件运动，并经过所述第一开口以碰撞所述晶体，直至所述晶体开裂。该晶体处理装置处理晶体时未接触到晶体的断裂面，因此不会留下切割痕迹，可以得到清晰的断面，从而能够更加清楚的观察到晶体内部结构，使得观察结果更加准确客观。

Description

一种晶体处理装置及方法

技术领域

本申请涉及一种晶体处理装置及方法，尤其涉及一种碳化硅晶体处理装置及方法，属于晶体处理技术领域。

背景技术

随着5G通讯、新能源汽车等产业的迅猛发展对功率电子器件的需求不断增加，碳化硅晶体因具有宽禁带、高热导率、高临界击穿场强及高饱和电子漂移速率等优异的物理性能而备受关注。在实际生产过程中，需要将制备得到的碳化硅晶体进行切割，以查看内部状态，观察是否能够达到后期应用时的标准。

目前，通常采用金刚石锯片切割碳化硅晶体，得到的碳化硅晶体切割面具有明显的切割痕迹，从而导致切割面无法使用；此外，由于碳化硅晶体的硬度较大，需要切割多次，效率较低；且切割过程由人工进行，浪费大量的劳动力。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提出了一种晶体处理装置及方法，该晶体处理装置处理晶体时未接触到晶体的断裂面，因此不会留下切割痕迹，可以得到清晰的断面，从而能够更加清楚的观察到晶体内部结构，使得观察结果更加准确客观。

根据本申请的一个方面，提供了一种晶体处理装置，其包括：

机架，所述机架上安装有基座，所述基座上设置有用于夹持晶体的夹持机构，所述夹持机构包括第一开口；

碰撞组件，所述碰撞组件设置在所述夹持机构的外侧，所述碰撞组件包括第一碰撞件和第一动力机构，所述第一动力机构用于驱动所述第一碰撞件运动，并经过所述第一开口以撞击所述晶体，直至所述晶体开裂。

可选地，所述第一碰撞件包括第一连接件和第一碰撞尖端，所述第一碰撞尖端通过所述第一连接件与所述第一动力机构相连，所述第一碰撞尖端包括相连的第一斜面和第二斜面，所述第一斜面与所述第二斜面之间的夹角为75°～110°。

可选地，所述碰撞组件还包括第二碰撞件和第二动力机构，所述第一碰撞件与所述第二碰撞件分别设置在所述夹持机构的相对两侧，并位于同一条直线上；

所述夹持机构还包括第二开口，所述第二开口与所述第一开口分别开设于所述夹持机构的相对位置，所述第二动力机构用于驱动所述第二碰撞件运动，并经过所述第二开口碰撞所述晶体；和/或

所述第二碰撞件还包括与所述第二碰撞件相连的锁紧装置，用于锁紧所述第二碰撞件。

可选地，所述晶体处理装置还包括加热组件，所述加热组件包括设置在所述基座上的加热丝，所述加热丝、所述第一开口及所述第一碰撞件的中心线位于同一条直线上。

可选地，所述基座与所述夹持机构形成用于放置所述晶体的容纳腔，所述容纳腔底壁的中心线处开设有凹槽，所述凹槽贯穿于所述容纳腔的底壁，所述加热丝放置在所述凹槽内；和/或

所述容纳腔的底壁包括依次连接的第一部分、凹槽和第二部分，所述第一部分和所述第二部分分别铺设有隔热材料。

可选地，所述夹持机构包括第一夹持件和第二夹持件，所述第一夹持件和所述第二夹持件分别安装在所述基座上，所述基座、所述第一夹持件和所述第二夹持件形成用于放置所述晶体的容纳腔，所述第一夹持件和所述第二夹持件之间的缺口分别形成所述第一开口和第二开口；

所述第一夹持件和所述第二夹持件中至少一个能够调节相对于另一的相对位置。

可选地，所述第一碰撞件还包括第一滑动轨道，所述第一滑动轨道设置在所述基座上，所述第一连接件的两侧滑动连接在所述第一滑动轨道内，所述第一动力机构驱动所述第一连接件沿所述第一滑动轨道滑动，以带动所述第一碰撞尖端运动；和/或

所述第二碰撞件还包括第二连接件、第二碰撞尖端及第二滑动轨道，所述第二滑动轨道设置在所述基座上，所述第二碰撞尖端通过所述第二连接件与所述第二动力机构相连，所述第二连接件的两侧滑动连接在所述第二滑动轨道内，所述第二动力机构驱动所述第二连接件沿所述第二滑动轨道滑动，以带动所述第二碰撞件运动。

根据本申请的又一个方面，提供了一种利用上述装置进行晶体处理的方法，该方法包括如下步骤：

(1)将晶体放置于基座上，并使用夹持机构固定；

(2)控制第一动力机构驱动所述第一碰撞件运动，第一碰撞件穿过夹持机构的第一开口撞击所述晶体，使得所述晶体开裂。

可选地，步骤(2)中，所述第一碰撞件撞击晶体时，所述第一碰撞件与所述晶体接触时的压强与所述晶体的应力成反比；或所述第一碰撞件的撞击力不小于50N；或所述第一碰撞件与所述晶体接触时的压强不小于0.2MPa；和/或

所述第一碰撞件撞击晶体时，相邻两次撞击的间隔时间为3～5s。

可选地，通过夹持机构夹持晶体后，通过加热组件加热晶体的中心线，再进行步骤(2)的处理，

其中，所述加热组件的加热速率为0.8～3℃/秒；和/或

当10℃≤T≤50℃时，加热后所述晶体的中心线温度与所述晶体的初始温度之差为30～300℃，其中，T为所述晶体的初始温度；或当T＞50℃时，加热后所述晶体的中心线温度与所述晶体的初始温度之差为30～300℃+T₁℃，其中T₁≥1.5T-75℃，T为所述晶体的初始温度。

本申请能产生的有益效果包括但不限于：

1.本申请所提供的晶体处理装置，通过设置夹持机构，从而将晶体固定，防止晶体受到较大的碰撞力时发生滑动，确保晶体成功开裂；通过设置第一动力机构驱动第一碰撞件运动，使第一碰撞件撞击晶体的侧壁，从而使晶体开裂，在碰撞过程中第一碰撞件未接触到晶体的断裂面，因此不会留下切割痕迹，可以得到清晰的断裂面，从而能够更加清楚的观察到晶体内部结构，使得观察结果更加准确客观。

2.本申请所提供的晶体处理装置，通过设置第一碰撞尖端包括相连的第一斜面和第二斜面，使第一斜面和第二斜面之间的夹角碰撞晶体侧壁，从而使第一碰撞件在碰撞晶体的瞬间产生更大的压强，使晶体更易开裂；通过设置第一斜面与第二斜面之间的夹角为75°～110°，不仅可以容易将晶体碰撞开裂，而且可以提高第一碰撞尖端的强度，延长第一碰撞尖端的使用寿命。

3.本申请所提供的晶体处理装置，通过设置第二碰撞件与第一碰撞件分别设置在夹持机构的两侧并位于同一条直线上，从而使晶体的相对两侧同时受到碰撞力，减少晶体的碰撞次数，提高晶体的开裂效率。

4.本申请所提供的晶体处理装置，通过设置加热丝对碳化硅晶体进行加热，从而使晶体与加热丝接触的线状区域温度升高，使该线状区域与晶体的其余部分产生温度差，以增加该线状区域的应力，使晶体更易开裂；此外，通过设置加热丝与第一碰撞件的中心线位于同一条直线上，使第一碰撞件沿着加热丝的方向碰撞晶体，进而使得晶体沿加热丝开裂，从而得到更加规整的晶体断裂面。

5.本申请所提供的晶体处理装置，通过在容纳腔底壁开设有凹槽，将加热丝置于凹槽内，从而避免晶体受到加热丝的影响而放置不平稳，保证晶体被碰撞时的稳定性，得到更加规整的晶体断裂面；此外，通过将凹槽开设在容纳腔底壁的中心线处，从而得到最大的晶体断裂面，更加方便观察断裂面的形貌，使得观察结果更加客观准确。

6.本申请所提供的晶体处理装置，通过设置第一夹持件和第二夹持件中至少一个能够调节相对于另一的相对位置，从而使该晶体处理装置可以用于处理不同尺寸的晶体，提高该晶体处理装置的适用性。

7.本申请所提供的晶体处理装置，通过设置压板，从而进一步将晶体固定，防止在碰撞过程中晶体上跳而导致失败，确保晶体成功开裂。

8.本申请所提供的晶体处理装置，通过设置第一滑动轨道及第二滑动轨道，从而确保第一连接件带动第一碰撞尖端沿着第一滑动轨道运动，第二连接件带动第二碰撞尖端沿着第二滑动轨道运动，保证第一碰撞尖端和第二碰撞尖端的撞击方向与晶体的中心线处于同一条直线上，使晶体沿着加热丝对应的位置开裂，得到最大的晶体断裂面。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例1涉及的晶体处理装置立体示意图；

图2为本申请实施例1涉及的晶体处理装置俯视图；

图3为图2中A部放大图；

图4为本申请实施例1涉及的晶体处理装置正视图；

图5为晶体6#开裂后的照片；

图6为晶体1#开裂后的照片；

图7为晶体6#断裂面的照片；

图8为晶体D1#断裂面的照片。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本申请的晶体处理装置适用于处理各种晶体，例如碳化硅晶体、石英、陶瓷等，但不限于上述晶体。本申请实施例中以处理碳化硅晶体为例进行说明，但不限于该产品。

实施例1

如图1-4所示，本申请的实施例公开了晶体处理装置，其包括：机架和碰撞组件。其中，机架上安装有基座1，基座1上设置有用于夹持晶体的夹持机构，夹持机构包括第一开口2；碰撞组件设置在夹持机构的外侧，碰撞组件包括第一碰撞件和第一动力机构3，第一动力机构3用于驱动第一碰撞件运动，并经过第一开口2以撞击晶体，直至晶体开裂。通过设置夹持机构，从而将晶体固定，防止晶体受到较大的碰撞力时发生滑动，确保晶体成功开裂；通过设置第一动力机构3驱动第一碰撞件运动，使第一碰撞件撞击晶体的侧壁，从而使晶体开裂，在碰撞过程中第一碰撞件未接触到晶体的断裂面，因此不会留下切割痕迹，可以得到清晰的断面，从而能够更加清楚的观察到晶体内部结构，使得观察结果更加准确客观。

具体的，待处理的碳化硅晶体可以为圆台形结构，也可以为棱柱形结构，夹持机构的形状与碳化硅晶体的形状适配；进一步的，为了更稳固地将晶体固定，碳化硅晶体的边缘光滑无凸起，且无裂缝，为一体结构。可以理解的是，如果待处理的碳化硅晶体存在缺口或裂缝，应该使该缺口或裂缝朝向第一开口2，使第一碰撞件沿该缺口或裂缝碰撞晶体，从而使待处理的晶体沿着该缺口或裂缝开裂，形成断裂面。本实施例中处理的碳化硅晶体为边缘光滑无凸起的圆台形结构。

可以理解的是，为了确保第一碰撞件可以将晶体碰撞至开裂，第一动力机构3可以驱动第一碰撞件做高速直线运动，例如可以为气缸或线性电机等。

作为一种实施方式，第一碰撞件包括第一连接件4和第一碰撞尖端5，第一碰撞尖端5通过第一连接件4与第一动力机构3相连，第一碰撞尖端5包括相连的第一斜面和第二斜面，第一斜面与第二斜面之间的夹角为75°～110°。通过设置第一碰撞尖端5包括相连的第一斜面和第二斜面，使第一斜面和第二斜面之间的夹角碰撞晶体侧壁，从而使第一碰撞件在碰撞晶体的瞬间产生更大的压强，使晶体更易开裂；通过设置第一斜面与第二斜面之间的夹角为75°～110°，不仅可以容易将晶体碰撞开裂，而且可以提高第一碰撞尖端5的强度，延长第一碰撞尖端5的使用寿命。

具体的，为了更易将晶体碰撞开裂，且保证第一碰撞尖端5的强度，第一斜面与第二斜面之间的夹角为90°。

具体的，第一连接件4和第一碰撞尖端5之间可以为一体设置，也可以为可拆卸连接。为了便于更换第一碰撞尖端5，本实施例中第一连接件4和第一碰撞尖端5为可拆卸连接，例如可以为卡槽连接。

可以理解的是，第一碰撞尖端5的硬度应大于碳化硅晶体的硬度，例如可以使用金刚石或其他硬质合金等。第一连接件4可以使用高强度的金属材质，例如钢、铁、钢合金或铁合金等，也可以使用其他非金属材质，例如陶瓷、使用等。本实施例中第一碰撞尖端5的材质为金刚石，第一连接件4的材质为合金钢。

作为一种实施方式，碰撞组件还包括第二碰撞件和第二动力机构，第一碰撞件与第二碰撞件分别设置在夹持机构的相对两侧，并位于同一条直线上；夹持机构还包括第二开口6，第二开口6与第一开口2分别开设于夹持机构的相对位置，第二动力机构用于驱动第二碰撞件运动，并经过第二开口6碰撞晶体。通过设置第二碰撞件与第一碰撞件分别设置在夹持机构的两侧并位于同一条直线上，从而使晶体的相对两侧同时受到碰撞力，减少晶体的撞击次数，提高晶体的开裂效率。

具体的，在处理晶体时，可以设置为第一碰撞件和第二碰撞件可以同时运动，以碰撞晶体；也可以设置为第二碰撞件抵在晶体的一侧，第一碰撞件运动以撞击晶体。具体的，第二碰撞件的形状与第一碰撞件相同，第二碰撞件包括第二连接件7和第二碰撞尖端8，第二碰撞尖端8包括相连的第三斜面和第四斜面，第三斜面和第四斜面之间的夹角为75°～110°，优选为90°。

作为一种实施方式，第一碰撞件和第二碰撞件同时运动，以碰撞晶体。该设置方式可以进一步保证晶体的相对两侧分别受到第一碰撞件和第二碰撞件的碰撞力，提高晶体的开裂效率。

作为另一种实施方式，碰撞组件还包括与第二碰撞件相连的锁紧装置9，用于锁紧第二碰撞件。通过设置锁紧装置9，将第二碰撞尖端8锁紧，使第二碰撞尖端8抵在晶体的一侧，第一碰撞尖端5运动以碰撞晶体，该设置方式可以防止晶体受到第一碰撞尖端5的碰撞后而出现后退现象；此外，在碰撞晶体时，第二碰撞尖端8固定，第一碰撞尖端5撞击晶体，可以进一步保证晶体两侧受到的碰撞力处于同一条直线上，防止第一碰撞尖端5和第二碰撞尖端8未同时撞击晶体时而导致晶体偏移的现象，确保晶体断裂面的规整。

具体的，本实施例对第二动力机构的类型不做限制，只要能实现驱动第二碰撞件做往复直线运动即可，例如可以为气缸或线性电机等。

作为一种实施方式，晶体处理装置还包括加热组件，加热组件包括设置在基座1上的加热丝10，加热丝10、第一开口2及第一碰撞件的中心线位于同一条直线上。通过设置加热丝10对碳化硅晶体进行加热，从而使晶体与加热丝10接触的线状区域温度升高，使该线状区域与晶体的其余部分产生温度差，以增加该线状区域的应力，使晶体更易开裂；此外，通过设置加热丝10与第一碰撞件的中心线位于同一条直线上，使第一碰撞件沿着加热丝10的方向碰撞晶体，进而使得晶体沿加热丝10开裂，从而得到更加规整的晶体断裂面。

具体的，基座1与夹持机构形成用于放置晶体的容纳腔，容纳腔底壁的中心线处开设有凹槽11，凹槽11贯穿于容纳腔的底壁，加热丝10放置在凹槽11内。通过在容纳腔底壁开设有凹槽11，将加热丝10置于凹槽11内，从而避免晶体受到加热丝10的影响而放置不平稳，保证晶体被碰撞时的稳定性，得到更加规整的晶体断裂面；此外，通过将凹槽11开设在容纳腔底壁的中心线处，从而得到最大的晶体断裂面，更加方便观察断裂面的形貌，使得观察结果更加客观准确。

可以理解的是，加热组件还包括加热电机12，加热电机12设置在基座1下方，用于将加热丝10加热。具体的，加热丝10采用导热性良好的金属材料，例如铜、铝、钨或镍铬合金等，本实施例对加热丝10的材质不做限制，只要能实现将碳化硅晶体加热即可。

作为一种优选的实施方式，容纳腔的底壁被凹槽11分为第一部分和第二部分，第一部分和第二部分分别铺设有隔热材料。该设置方式可以使得加热丝10仅加热晶体的中心线(穿过晶体中心的直线)处，避免加热晶体的其余部分，提高晶体的中心线处与其余部分的温度差，进而提高中心线处的热应力，确保晶体更易沿着中心线处裂开。

具体的，该隔热材料的导热性差，且耐温性强，其所能承受的最低温度应高于加热组件所能释放的最高温度。本实施例中的隔热材料为铁氟龙带。

作为一种实施方式，夹持机构包括第一夹持件13和第二夹持件14，第一夹持件13和第二夹持件14分别安装在基座1上，基座1、第一夹持件13和第二夹持件14形成用于放置晶体的容纳腔，第一夹持件13和第二夹持件14之间的缺口分别形成第一开口2和第二开口6；第一夹持件13和第二夹持件14中至少一个能够调节相对于另一的相对位置。通过设置第一夹持件13和第二夹持件14中至少一个能够调节相对于另一的相对位置，从而使该晶体处理装置可以用于处理不同尺寸的晶体，提高该晶体处理装置的适用性。

具体的，为了确保不同尺寸晶体的中心线与容纳腔的凹槽11重合，第一夹持件13和第二夹持件14分别能够调节相对于另一的相对位置。具体的，第一夹持件13和第二夹持件14分别通过气缸驱动。

作为一种实施方式，夹持机构还包括压板15，压板15的至少一端可拆卸连接于基座1上，压板15横跨于第一夹持件13和第二夹持件14上方。通过设置压板15，从而进一步将晶体固定，防止在碰撞过程中晶体上跳而导致失败，确保晶体成功开裂。

具体的，压板15的一端与基座1通过合页连接，另一端与基座1通过卡扣连接。具体的，为了进一步提高晶体中心线处的应力，保证晶体沿加热丝10开裂，压板15的下表面可以铺设有隔热材料。该隔热材料可以为铁氟龙带。

作为一种实施方式，第一碰撞件还包括第一滑动轨道16，第一滑动轨道16设置在基座1上，第一连接件4的两侧滑动连接在第一滑动轨道16内，第一动力机构3驱动第一连接件4沿第一滑动轨道16滑动，以带动第一碰撞尖端5运动。通过设置第一滑动轨道16，从而确保第一连接件4带动第一碰撞尖端5沿着第一滑动轨道16运动，保证第一碰撞件的撞击方向与晶体的中心线处于同一条直线上，使晶体沿着加热丝10对应的位置开裂，得到最大的晶体断裂面。

作为一种实施方式，第二碰撞件包括第二连接件7、第二碰撞尖端8及第二滑动轨道17，第二滑动轨道17设置在基座1上，第二碰撞尖端8通过第二连接件7与第二动力机构相连，第二连接件7的两侧滑动连接在第二滑动轨道17内，第二动力机构驱动第二连接件7沿第二滑动轨道17滑动，以带动第二碰撞件运动。通过设置第二滑动轨道17，确保第二连接件7带动第二碰撞尖端8沿着第二滑动轨道17运动，保证第二碰撞尖端8、第一碰撞尖端5与晶体的中心线处于同一条直线上，进一步保证晶体沿着加热丝10对应的位置开裂。

具体的，第一动力机构3及第二动力机构分别通过直线轴承与第一连接件4与第二连接件7相连。

实施例2

本申请的实施例2提供了一种晶体处理方法，该方法可以利用实施例1提供的晶体处理装置实现，包括如下步骤：

(1)打开压板15，将晶体置于容纳腔内，将晶体的中心线与加热丝10重合，使第一夹持件13和第二夹持件14相互配合以夹持晶体；

(2)启动加热电机12，使加热丝10的加热速率为0.8～3℃/s，加热晶体的中心线处，当晶体的中心线处上升至一定温度时，关闭电机，

其中，当10℃≤T≤50时，加热后晶体的中心线温度与晶体的初始温度之差为30～300℃，其中，T为晶体的初始温度；或当T＞50℃时，加热后晶体的中心线温度与晶体的初始温度之差为30～300℃+T₁℃，其中T₁≥1.5T-75℃，T为晶体的初始温度；

(3)启动第二动力机构，第二动力机构驱动第二碰撞件沿第二滑动轨道17前进，直至第二碰撞尖端8穿过第二开口6与晶体相接触，锁紧尖端锁紧器以固定第二碰撞件的位置；

(4)启动第一动力机构3，第一动力机构3驱动第一碰撞件沿第一滑动轨道16快速前进，使第一碰撞尖端5穿过第一开口2快速撞击已经加热的晶体中心线，撞击完成后第一碰撞件沿第一滑动轨道16返回，当第一碰撞件返回到初始位置后，第一动力机构3再次驱动第一碰撞尖端5穿过第一开口2快速撞击已经加热的晶体中心线，直至将晶体完全开裂，

其中，相邻两次撞击之间的时间间隔为3～5秒，第一碰撞尖端5撞击晶体时，第一碰撞尖端5与晶体的接触时的压强与晶体的应力成反比；或所述第一碰撞件的碰撞力不小于50N，或所述第一碰撞件与所述晶体接触时的压强不小于0.2MPa，晶体的应力通过应力测试仪测试得到；

(5)取出开裂的晶体，置于20～30℃的环境中，保持通风，完成对晶体的降温过程，降温完成后，清除晶体表面碎渣，即可观察晶体断裂面的结构。

使用上述处理方法处理同一批应力大小相同的晶体，处理方法如表1所示：

表1

对晶体1#～6#，晶体D1#～D4#进行检测，检测结果如表2所示。

表2

由表2的结果可知，当晶体的升温速率适中，第一碰撞尖端5的撞击速度不小于50N，相邻的两次撞击之间的时间间隔为4s时，晶体开裂所需的撞击次数仅为2次，且晶体能够沿着中心线裂开，得到最大的断裂面，便于观察晶体的内部结构。

由图5-图8可以看出，使用本申请的处理方法得到的晶体断裂面光滑，没有任何切割痕迹，在灯光下即可清晰的观察到晶体的内部结构；而使用现有技术切割得到的晶体断裂面切割痕迹明显，无法观察到晶体的断裂面结构。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种晶体处理装置，其特征在于，包括：

机架，所述机架上安装有基座，所述基座上设置有用于夹持晶体的夹持机构，所述夹持机构包括第一开口；

碰撞组件，所述碰撞组件设置在所述夹持机构的外侧，所述碰撞组件包括第一碰撞件和第一动力机构，所述第一动力机构用于驱动所述第一碰撞件运动，并经过所述第一开口以撞击所述晶体，直至所述晶体开裂；

所述晶体处理装置还包括加热组件，所述加热组件包括设置在所述基座上的加热丝，所述加热丝、所述第一开口及所述第一碰撞件的中心线位于同一条直线上。

2.根据权利要求1所述的晶体处理装置，其特征在于，所述第一碰撞件包括第一连接件和第一碰撞尖端，所述第一碰撞尖端通过所述第一连接件与所述第一动力机构相连，所述第一碰撞尖端包括相连的第一斜面和第二斜面，所述第一斜面与所述第二斜面之间的夹角为75°～110°。

3.根据权利要求2所述的晶体处理装置，其特征在于，所述碰撞组件还包括第二碰撞件和第二动力机构，所述第一碰撞件与所述第二碰撞件分别设置在所述夹持机构的相对两侧，并位于同一条直线上；

所述夹持机构还包括第二开口，所述第二开口与所述第一开口分别开设于所述夹持机构的相对位置，所述第二动力机构用于驱动所述第二碰撞件运动，并经过所述第二开口碰撞所述晶体；和/或

所述第二碰撞件还包括与所述第二碰撞件相连的锁紧装置，用于锁紧所述第二碰撞件。

4.根据权利要求1所述的晶体处理装置，其特征在于，所述基座与所述夹持机构形成用于放置所述晶体的容纳腔，所述容纳腔底壁的中心线处开设有凹槽，所述凹槽贯穿于所述容纳腔的底壁，所述加热丝放置在所述凹槽内；和/或

所述容纳腔的底壁包括依次连接的第一部分、凹槽和第二部分，所述第一部分和所述第二部分分别铺设有隔热材料。

5.根据权利要求1至3任一项所述的晶体处理装置，其特征在于，所述夹持机构包括第一夹持件和第二夹持件，所述第一夹持件和所述第二夹持件分别安装在所述基座上，所述基座、所述第一夹持件和所述第二夹持件形成用于放置所述晶体的容纳腔，所述第一夹持件和所述第二夹持件之间的缺口分别形成所述第一开口和第二开口；

所述第一夹持件和所述第二夹持件中至少一个能够调节相对于另一的相对位置。

6.根据权利要求3所述的晶体处理装置，其特征在于，所述第一碰撞件还包括第一滑动轨道，所述第一滑动轨道设置在所述基座上，所述第一连接件的两侧滑动连接在所述第一滑动轨道内，所述第一动力机构驱动所述第一连接件沿所述第一滑动轨道滑动，以带动所述第一碰撞尖端运动；和/或

所述第二碰撞件还包括第二连接件、第二碰撞尖端及第二滑动轨道，所述第二滑动轨道设置在所述基座上，所述第二碰撞尖端通过所述第二连接件与所述第二动力机构相连，所述第二连接件的两侧滑动连接在所述第二滑动轨道内，所述第二动力机构驱动所述第二连接件沿所述第二滑动轨道滑动，以带动所述第二碰撞件运动。

7.一种利用权利要求1所述的装置进行晶体处理的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)将晶体放置于基座上，并使用夹持机构固定，通过加热组件加热晶体的中心线；

(2)控制第一动力机构驱动所述第一碰撞件运动，第一碰撞件穿过夹持机构的第一开口撞击所述晶体，使得所述晶体开裂。

8.据权利要求7所述的晶体处理方法，其特征在于，步骤(2)中，所述第一碰撞件撞击晶体时，所述第一碰撞件与所述晶体接触时的压强与所述晶体的应力成反比；或所述第一碰撞件的撞击力不小于50N；和/或

所述第一碰撞件撞击晶体时，相邻两次撞击的间隔时间为3～5s。

9.根据权利要求7所述的晶体处理方法，其特征在于，所述加热组件的加热速率为0.8～3℃/秒；

当10℃≤T≤50℃时，加热后所述晶体的中心线温度与所述晶体的初始温度之差为30～300℃，其中，T为所述晶体的初始温度；或当T＞50℃时，加热后所述晶体的中心线温度与所述晶体的初始温度之差为30～300℃+T₁℃，其中T₁≥1.5T-75℃，T为所述晶体的初始温度。

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