CN116759282A - 一种fib专用样品台及其空间调整方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种FIB专用样品台及其空间调整方法，包括样品台、载物台和支座，支座的两端分别与载物台和样品台可拆卸连接，载物台上有至少两个不平行的连接面能够与支座可拆卸连接，载物台上设置有一置物面，试样的一端连接于置物面上、另一端伸出置物面。本发明的载物台具有可拆卸的特点，便于更换与调整试样的空间位置，实现了复杂微观力学测试试样的多方位加工，克服了现有单一FIB加工模式；使样品台可应用于试样的存放、加工、试验等多种场景，具有良好的兼容性；提供了一种成本低、可操作性高的样品台及其空间调整方法，便于批量加工微观力学性能测试试样。
Description
技术领域
本发明涉及FIB样品台的技术领域，特别是涉及一种FIB专用样品台及其空间调整方法。
背景技术
微电子器件和微机电系统(MEMS/NEMS)是尺寸在微米甚至纳米级别的独立智能系统，具有高度集成和多功能的特点，广泛应用于国民经济和军事系统。这些微纳器件通常包含大量的多相材料界面，并且微观界面之间的缺陷是不可避免的。这些微观尺度的力学强度直接影响了其生产率和使用寿命。因此，为了确保微纳器件/系统的可靠性和耐久性，有必要对其微观力学行为进行研究。
传统的微操作样品台只能进行简单的平移和旋转操作，无法直接改变样品的空间位置，而在FIB(FocusedIonbeam，聚焦离子束)视角下进行微观拉伸试样的加工时，需要从不同的方向进行加工。目前现有的样品台只能通过复杂的操作或精密的设备来实现样品不同方向的加工过程；或者，试样台的专一性较强，无法覆盖微观试样的存放、加工、试验等场景的应用需求；或者，样品台多为斜面或可动平面，安装试样过程可操作性差。因此，在SEM(ScanningElectronMicroscope，扫描电子显微镜)样品室中实现对微纳样品的物理空间旋转观察和操作仍然是FIB加工中的一个难题，尤其是用于表征微纳样品性能、制备微纳力学性能测试等样品加工。
发明内容
本发明的目的是提供一种FIB专用样品台及其空间调整方法，以解决上述现有技术存在的问题，使试样能够在样品台上调整空间位置，且操作简单。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种FIB专用样品台，包括样品台、载物台和支座，所述支座的两端分别与所述载物台和所述样品台可拆卸连接，所述载物台上有至少两个不平行的连接面能够与所述支座可拆卸连接，所述载物台上设置有一置物面，试样的一端连接于所述置物面上、另一端伸出所述置物面。
优选的，所述置物面与所述载物台的其中一个所述连接面平行设置；所述载物台上的两个所述连接面垂直设置。
优选的，所述试样的至少五分之二长度位于所述置物面上，且所述试样通过Pt气相沉积与所述置物面固定连接。
优选的，所述载物台为六面体，其中一个平面为所述置物面、其他五个平面均为连接面；所述置物面上设置有标识，所述标识能够标示所述试样的放置方位。
优选的，所述支座的下端与所述样品台通过销轴间隙连接，所述样品台的侧面连接有一锁定螺栓，所述锁定螺栓能够与所述销轴相抵。
优选的，所述支座的上端与所述载物台通过螺纹连接，所述螺纹为细牙螺纹。
优选的，所述支座的上平面固定连接有一螺柱、下平面固定连接有一销轴，所述载物台上设置有与所述螺柱相匹配的螺纹孔，所述样品台沿周向均布有若干个与所述销轴相匹配的销轴孔。
优选的，所述支座的横截面为圆形或者正多边形，且所述支座的上端面能够覆盖所述载物台的连接面。
优选的，所述样品台、所述载物台和所述支座的材质均为导电的金属材质。
本发明还涉及一种FIB专用样品台的空间调整方法，基于上述的FIB专用样品台，具体包括如下步骤：
步骤一，组装所述FIB专用样品台并放入SEM样品室，提取物块上的试样并转移至载物台的边缘上，所述试样通过Pt气相沉积与所述载物台的置物面固定连接；
步骤二，在FIB视角下进行一次加工，使离子束流加工方向与载物台上表面垂直，加工出试样的上表面形状；
步骤三，更换所述载物台的连接面，调整所述试样的表面朝向至不同的加工面后，重新放入所述SEM样品室，在FIB视角下进行二次加工，对所述试样的厚度或者高度进行加工；
步骤四，重复步骤三，直至加工出实验所需的试样形状。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明的载物台具有可拆卸的特点，便于更换与调整试样的空间位置，实现了复杂微观力学测试试样的多方位加工，克服了现有单一FIB加工模式；使样品台可应用于试样的存放、加工、试验等多种场景，具有良好的兼容性；提供了一种成本低、可操作性高的样品台及其空间调整方法，便于批量加工微观力学性能测试试样。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中FIB专用样品台的结构示意图；
图2为本发明实施例中载物台的装配关系示意图；
图3为本发明实施例中FIB专用样品台的一次加工示意图；
图4为本发明实施例中FIB专用样品台的二次加工示意图；
其中：1-样品台，2-载物台，3-支座，4-置物面，5-连接面，6-螺柱，7-销轴，8-标识，9-试样。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种FIB专用样品台及其空间调整方法，以解决现有技术存在的问题，使试样能够在样品台上调整空间位置，且操作简单。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1至图4所示：本实施例提供了一种FIB专用样品台，包括样品台1、载物台2和支座3，支座3的两端分别与载物台2和样品台1可拆卸连接，载物台2上有至少两个不平行的连接面5能够与支座3可拆卸连接，便于使试样9呈现出不同的空间加工角度，载物台2上设置有一置物面4，试样9的一端连接于置物面4上、另一端伸出置物面4，方便加工试样9的其他表面。
作为优选的，本实施例中置物面4与载物台2的其中一个连接面5平行设置，方便加工试样9的上表面；载物台2上的两个连接面5垂直设置，便于加工试样9的厚度方向。其中，置物面4、连接面5的个数及位置需求，可根据试样9加工形状进行选择。
作为优选的，本实施例中试样9的至少五分之二长度位于置物面4上，保障连接牢固的同时方便给予加工试样9其他表面的操作空间，且试样9通过Pt气相沉积与置物面4固定连接，尽量小的减少对试样9表面的影响。
作为优选的，本实施例中载物台2为六面体，其中一个平面为置物面4、其他五个平面均为连接面5，可给予多种加工角度的选择，适用于多种试样9同时加工；置物面4上设置有标识8，标识8能够标示试样9的放置方位，便于直观的观察到试样9的位置，避免操作过程中的触碰。
作为优选的，本实施例中支座3的下端与样品台1通过销轴7间隙连接，样品台1的侧面连接有一锁定螺栓，锁定螺栓能够与销轴7相抵，能够锁紧的同时便于拆装。
作为优选的，本实施例中支座3的上端与载物台2通过螺纹连接，螺纹为细牙螺纹，连接关系简单且拆装操作简单。
作为优选的，本实施例中支座3的上平面固定连接有一螺柱6、下平面固定连接有一销轴7，支座3上设置连接件，不影响载物台2和样品台1的平整度，载物台2上设置有与螺柱6相匹配的螺纹孔，样品台1沿周向均布有若干个与销轴7相匹配的销轴孔，本实施例中设置有8个销轴孔和8个与之对应的锁紧螺纹孔，适用于多种试样9同时加工，可应用于试样9的存放、加工、试验等多种场景，具有良好的兼容性。
作为优选的，本实施例中支座3的横截面为圆形或者正多边形，拆装时便于固定或者握持，且支座3的上端面能够覆盖载物台2的连接面5，保障载物台2的连接的平整度。
作为优选的，本实施例中样品台1、载物台2和支座3的材质均为导电的金属材质，便于使用扫描电子显微镜进行观察。
本实施例提供了一种低成本、高可操作性的样品台1，便于批量加工微观力学性能测试试样9；样品台1具有可拆卸的特点，便于更换与调整，提高了试验操作的可重复性与效率；样品台1可应用于试样9的存放、加工、试验等多种场景，具有良好的兼容性。
实施例二
本实施例涉及一种FIB专用样品台的空间调整方法，基于实施例一的FIB专用样品台，具体包括如下步骤：
步骤一，组装FIB专用样品台1并放入SEM样品室，提取物块上的试样9并转移至载物台2的边缘上，试样9通过Pt气相沉积与载物台2的置物面4固定连接；本实施例中的试样9优选为长方体，底面平整，搭载GIS(gasinjectionsystem，气体注射系统)，试样9的一侧用离子束分离机械手由Pt沉积搭接在载物台2上表面边缘处，并伸出一定长度，可方便对试样9进行厚度加工。
步骤二，如图3所示，在FIB视角下进行一次加工，使离子束流加工方向与载物台2上表面垂直，加工出试样9的上表面形状。
步骤三，如图4所示，更换载物台2的连接面5，调整试样9的表面朝向至不同的加工面后，重新放入SEM样品室，在FIB视角下进行二次加工，对试样9的厚度或者高度进行加工。更换载物台2的连接面5时，需要现取出样品台1，拆下支座3，再用镊子夹紧载物台2、逆时针旋转，再使载物台2脱离支座3，注意拆装过程中保持与试样9一侧的无接触，并保持试样9的露出端在上方。
步骤四，重复步骤三，直至加工出实验所需的试样9形状，可以选择加工试样9的其他侧面。
本实施例便于批量加工微观力学性能测试试样9，提高了试验操作的可重复性与效率，样品台1可应用于试样9的存放、加工、试验等多种场景，具有良好的兼容性。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种FIB专用样品台，其特征在于：包括样品台、载物台和支座，所述支座的两端分别与所述载物台和所述样品台可拆卸连接，所述载物台上有至少两个不平行的连接面能够与所述支座可拆卸连接，所述载物台上设置有一置物面，试样的一端连接于所述置物面上、另一端伸出所述置物面。
2.根据权利要求1所述的FIB专用样品台，其特征在于：所述置物面与所述载物台的其中一个所述连接面平行设置；所述载物台上的两个所述连接面垂直设置。
3.根据权利要求1所述的FIB专用样品台，其特征在于：所述试样的至少五分之二长度位于所述置物面上，且所述试样通过Pt气相沉积与所述置物面固定连接。
4.根据权利要求1所述的FIB专用样品台，其特征在于：所述载物台为六面体，其中一个平面为所述置物面、其他五个平面均为连接面；所述置物面上设置有标识，所述标识能够标示所述试样的放置方位。
5.根据权利要求1所述的FIB专用样品台，其特征在于：所述支座的下端与所述样品台通过销轴间隙连接，所述样品台的侧面连接有一锁定螺栓，所述锁定螺栓能够与所述销轴相抵。
6.根据权利要求1所述的FIB专用样品台，其特征在于：所述支座的上端与所述载物台通过螺纹连接，所述螺纹为细牙螺纹。
7.根据权利要求1所述的FIB专用样品台，其特征在于：所述支座的上平面固定连接有一螺柱、下平面固定连接有一销轴，所述载物台上设置有与所述螺柱相匹配的螺纹孔，所述样品台沿周向均布有若干个与所述销轴相匹配的销轴孔。
8.根据权利要求1所述的FIB专用样品台，其特征在于：所述支座的横截面为圆形或者正多边形，且所述支座的上端面能够覆盖所述载物台的连接面。
9.根据权利要求1所述的FIB专用样品台，其特征在于：所述样品台、所述载物台和所述支座的材质均为导电的金属材质。
10.一种FIB专用样品台的空间调整方法，基于权利要求1-9中任意一项所述的FIB专用样品台，其特征在于，具体包括如下步骤：
步骤一，组装所述FIB专用样品台并放入SEM样品室，提取物块上的试样并转移至载物台的边缘上，所述试样通过Pt气相沉积与所述载物台的置物面固定连接；
步骤二，在FIB视角下进行一次加工，使离子束流加工方向与载物台上表面垂直，加工出试样的上表面形状；
步骤三，更换所述载物台的连接面，调整所述试样的表面朝向至不同的加工面后，重新放入所述SEM样品室，在FIB视角下进行二次加工，对所述试样的厚度或者高度进行加工；
步骤四，重复步骤三，直至加工出实验所需的试样形状。
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| CN202310820679.8A CN116759282A (zh) | 2023-07-05 | 2023-07-05 | 一种fib专用样品台及其空间调整方法 |
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|---|---|
| CN (1) | CN116759282A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118409054A (zh) * | 2024-07-04 | 2024-07-30 | 华东理工大学 | 一种二维材料加工测试一体化样品台及二维材料的加工测试方法 |
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2023
- 2023-07-05 CN CN202310820679.8A patent/CN116759282A/zh active Pending
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| CN118409054A (zh) * | 2024-07-04 | 2024-07-30 | 华东理工大学 | 一种二维材料加工测试一体化样品台及二维材料的加工测试方法 |
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