CN204214796U - 一种晶体自动x光定向粘料机的控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种晶体自动X光定向粘料机的控制电路，属于粘料机技术领域。它解决了现有的技术效率低且存在人工操作的误差的问题。本晶体自动X光定向粘料机的控制电路，粘料机包括回转机构和X光定向检测机构，控制电路包括垂直向旋转驱动电机、水平向旋转驱动电机、垂直角度传感器、水平角度传感器以及PLC控制器，水平向旋转驱动电机和垂直向旋转驱动电机分别与回转机构连接，X光定向检测机构、水平角度传感器、垂直角度传感器、水平向旋转驱动电机和垂直向旋转驱动电机均与PLC控制器电连接。本控制电路能够自动对晶体的被测原子面进行定向，大大提高了晶体粘接的精度。

Description

一种晶体自动X光定向粘料机的控制电路

技术领域

本实用新型属于粘料机技术领域，涉及一种晶体X光定向粘料机的控制电路，特别是一种能对晶体要加工晶面的晶向位置进行自动调整的晶体自动X光定向粘料机的控制电路。

背景技术

各种人工晶体在制作半导体器件时，一般都要按一定角度进行切割，因此晶体在切割前都是需要先测量好粘贴角度，然后将其粘贴在粘料板上，粘贴好后再送去切割。目前，基本都采用定向仪来测量晶体晶向偏差或待加工晶棒要加工晶面的晶向位置，如果确定其位置就做标记，然后就按照作出的标记进行粘贴，在粘贴角度发生肉眼无法看到的偏差时，就会影响晶体的切割质量，因此这种方法的缺点是效率低，晶体粘贴有误差导致晶片切割精度不高。

针对上述存在的问题，现有的中国专利文献公开了一种水晶X光粘料机【申请号：201210245511.0】，包括工作台、粘料部分和检测部分，粘料部分和检测部分均安装在工作台上；粘料部分包括底座和支架，所述底座前端设有前后移动机构，侧面设有左右移动杆，左右移动杆与调节螺栓连接，底座上设有料板支撑块，所述支架设置在底座上，支架上固定有测角仪，下方设有校准板，校准板一端与支架活络连接，另一端与测角仪相连，校准板下方两端分别固定有校准块，校准块中间设有校准头；检测部分包括光源、光源接收器和数显器，所述光源设置在底座的一侧，光源接收器和数显器设置在另一侧，光源接收器和数显器电连接，光源接收器上设有光源接收孔。

该发明通过X光测定晶体的切割角度及角差，利用测角仪推进校准板将晶体校准到准确位置，再直接在工作台上将晶体粘贴好，提高了工效和粘贴精度。但是该发明在通过左右移动杆和前后移动机构对晶体切割角度进行调节时，仍是通过人工进行操作的，在人工进行调节时，需要反复调节左右移动杆和前后移动机构来确定最准确的切割角度，效率低且存在人工操作的误差。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种晶体自动X光定向粘料机的控制电路，该控制电路能够自动对晶体的被测原子面进行定向，大大提高了晶体粘接的精度。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种晶体自动X光定向粘料机的控制电路，所述粘料机包括用于装夹待测晶体的回转机构和用于发出X光于晶体上进而测定晶体切割角度的X光定向检测机构，其特征在于，所述控制电路包括用于控制晶体垂直方向转动的垂直向旋转驱动电机、用于控制晶体水平方向转动的水平向旋转驱动电机、用于获取晶体垂直方向转动角度信息的垂直角度传感器、用于获取晶体水平方向转动角度信息的水平角度传感器以及用于根据从X光定向检测机构、水平角度传感器和垂直角度传感器获取的信息计算出晶体定向原子面的空间位置数据进而通过控制水平向旋转驱动电机和垂直向旋转驱动电机将晶体调节到设定的切割角度的PLC控制器，所述水平向旋转驱动电机和垂直向旋转驱动电机分别与回转机构连接，所述X光定向检测机构、水平角度传感器、垂直角度传感器、水平向旋转驱动电机和垂直向旋转驱动电机均与PLC控制器电连接。

该晶体自动X光定向粘料机的控制电路，在将晶体装夹到回转机构上后，X光定向检测机构发出X光到回转机构的晶体端面上并对其端面进行扫描，得到X光衍射强度信息，在X光定向检测机构进行扫描的同时，水平向旋转驱动电机控制带有晶体的回转机构在水平方向上左右转动或者垂直向旋转驱动电机控制带有晶体的回转机构在垂直方向上上下转动，而水平角度传感器和垂直角度传感器可以检测到晶体的转动角度信息并将采集到的信息保存到PLC控制器中，因此，可以确定X光定向检测机构得出的衍射强度信息与水平角度传感器和垂直角度传感器获取的角度信息是一一对应关系，PLC控制器可以根据X光定向检测机构测定的衍射强度信息以及水平角度传感器和垂直角度传感器采集到的对应信息计算出晶体定向角度，进而控制水平向旋转驱动电机和垂直向旋转驱动电机进行角度调整，在将晶体调节到设定的切割角度后再将晶体粘接到粘料台上，粘贴好后直接送去切割，该控制电路能够自动定向晶体角度，并根据设定的切割角度自动定位，解决了人工操作的不准确性，排除了人工误差，提高了晶体加工的精确度。

在上述的晶体自动X光定向粘料机的控制电路中，所述X光定向检测机构包括X光发生器、X光探测器以及用于调节X光定向检测机构水平与垂直方向转换的摆角机构，所述X光发生器设置在摆角机构的一侧，所述X光探测器设置在摆角机构的另一侧，所述摆角机构连接有摆角电机，所述X光发生器、X光探测器和摆角电机均与PLC控制器连接。X光定向检测机构中通过X光发生器发出X光到晶体端面上，在晶体端面上发生衍射，从而被X光探测器接收，X光探测器可以检测出X光在晶体端面的某个位置上的衍射信号；通过摆角机构可以将X光发生器和X光探测器从水平位置转动到垂直位置或者从垂直位置转动到水平位置，从而达到在不同方向上对晶体的被测原子面进行定向，提高晶体粘接和切割精确度。

在上述的晶体自动X光定向粘料机的控制电路中，所述水平角度传感器和垂直角度传感器均采用轴编码器。采用的轴编码器具有响应时间快的优点，可以在比较短的时间内对驱动电机转动角度进行检测一次，进一步提高了获取晶体切割角度的精确度。

在上述的晶体自动X光定向粘料机的控制电路中，所述水平角度传感器安装在水平向旋转驱动电机的转动轴上，所述垂直角度传感器安装在垂直向旋转驱动电机的转动轴上。

在上述的晶体自动X光定向粘料机的控制电路中，所述控制电路还包括与PLC控制器连接的用于显示或输入各数据信息的触摸屏。

在上述的晶体自动X光定向粘料机的控制电路中，所述PLC控制器首先控制X光定向检测机构对晶体在垂直方向进行定向，同时垂直向旋转驱动电机控制带有晶体的回转机构进行垂直方向上转动，粗略测定晶体原子面在垂直方向上的定向角度；之后将X光定向检测机构调节到水平位置上，对晶体在水平方向进行定向，同时水平向旋转驱动电机控制带有晶体的回转机构进行水平方向上转动，来精确测定晶体原子面在水平方向上的定向角度；在此之后，再一次将X光定向检测机构调节到垂直位置上，在垂直方向上精确测定晶体的原子面在垂直方向上的定向角度，最后按设定的切割要求调整晶体到合适的切割角度。通过X光定向检测机构对晶体的原子面在垂直方向上的定向角度进行粗略测定后，调节X光定向检测机构到水平位置上对晶体原子面在水平方向上的定向角度进行精细测定，再调节X光定向检测机构到垂直位置上对晶体原子面在水平方向上的定向角度进行精细测定，以此精确测定晶体原子面的空间位置，保证了粘接和切割的精度。

与现有技术相比，本晶体自动X光定向粘料机的控制电路能够通过X光定向检测机构自动对晶体的被测原子面进行定向，晶体的位置也可以进行自动的调整，排除了人工操作带来的误差，提高了粘接和切割的精确度。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中，1、PLC控制器；2、水平角度传感器；3、垂直角度传感器；4、水平向旋转驱动电机；5、垂直向旋转驱动电机；6、触摸屏。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本晶体自动X光定向粘料机的控制电路，粘料机包括用于装夹待测晶体的回转机构和用于发出X光于晶体上进而测定晶体定向角度的X光定向检测机构，控制电路包括用于控制晶体垂直方向转动的垂直向旋转驱动电机5、用于控制晶体水平方向转动的水平向旋转驱动电机4、用于获取晶体垂直方向转动角度信息的垂直角度传感器3、用于获取晶体水平方向转动角度信息的水平角度传感器2以及用于根据从X光定向检测机构、水平角度传感器2和垂直角度传感器3获取的信息来计算晶体定向原子面的空间位置数据进而通过控制水平向旋转驱动电机4和垂直向旋转驱动电机5将晶体调节到设定的切割角度的PLC控制器1，水平向旋转驱动电机4和垂直向旋转驱动电机5分别与回转机构连接，X光定向检测机构、水平角度传感器2、垂直角度传感器3、水平向旋转驱动电机4和垂直向旋转驱动电机5均与PLC控制器1电连接。

具体来说，

垂直向旋转驱动电机5设置在回转机构的一侧，水平向旋转驱动电机4设置在回转机构的上面。水平向旋转驱动电机4的转动可带动回转机构上的晶体在水平方向上进行转动，垂直向旋转驱动电机5的转动可带动回转机构上的晶体在垂直方向上进行转动。

X光定向检测机构包括X光发生器、X光探测器以及用于调节X光定向检测机构水平与垂直方向转换的摆角机构，X光发生器设置在摆角机构的一侧，X光探测器设置在摆角机构的另一侧，摆角机构连接有摆角电机，X光发生器、X光探测器和摆角电机均与PLC控制器1连接。X光定向检测机构中通过X光发生器发出X光到晶体端面上，在晶体端面上发生衍射，从而被X光探测器接收，X光探测器可以检测出X光在晶体端面的某个位置上的衍射强度；通过摆角机构可以将X光发生器和X光探测器从水平位置转动到垂直位置或者从垂直位置转动到水平位置，从而达到在不同方向上对晶体的被测原子面进行定向，提高晶体粘接和切割精确度。

作为优选，水平角度传感器2和垂直角度传感器3均采用轴编码器。采用的轴编码器具有精度高、响应时间快的优点，可以在比较短的时间内对驱动电机转动角度进行检测一次，进一步提高了获取晶体切割角度的精确度。

水平角度传感器2安装在水平向旋转驱动电机4的转动轴上，垂直角度传感器3安装在垂直向旋转驱动电机5的转动轴上。

作为优选，控制电路还包括与PLC控制器1连接的用于显示或输入各数据信息的触摸屏6。

粘料机还包括工作台、粘料台以及与回转机构连接的升降机构和用于使回转机构向前向后移动的平移机构，升降机构与平移机构进行滑动连接，平移机构和粘料台均安装在工作台上，粘料台设置在回转机构的下方，以便回转机构装夹粘料台上的晶体或者将确定好最佳切割角度后的晶体放置回粘料台上。X光定向检测机构通过支架固定在与回转机构相对的工作台上，其中摆角机构与支架活动连接，便于控制X光定向检测机构进行垂直与水平方向的转换。

作为优选，在X光定向检测机构上设置有用于检测晶体与X光定向检测机构距离信号的晶体定位传感器。

该晶体自动X光定向粘料机的控制电路具体工作过程为：将待检测的晶体分别放置在粘料台上，通过升降机构和平移机构将回转机构移动到待检测晶体的位置，回转机构装夹待检测的晶体；在将晶体装夹到回转机构上后，通过升降机构和平移机构将回转机构上的晶体移动到X光定向检测机构的指定位置，该位置可通过设置在X光定向检测机构上的晶体定位传感器进行确认，在确认进入该位置时，PLC控制器1控制平移机构停止前进；之后，X光定向检测机构中的X光发生器发出X光到回转机构的晶体端面上，通过水平向旋转驱动电机4控制带有晶体的回转机构在水平方向上转动或者垂直向旋转驱动电机5控制带有晶体的回转机构在垂直方向上转动，使X光发生器对晶体垂直方向和水平方向上被测原子面进行扫描定向，X光通过晶体端面衍射回X光定向检测机构中的X光探测器，X光探测器将接收到的衍射强度信息发送给PLC控制器1，而水平角度传感器2和垂直角度传感器3可以检测到晶体的转动角度信息并将采集到的信息保存到PLC控制器1中，具体检测为，控制器首先控制X光定向检测机构对晶体在垂直方向进行定向，首先将X光定向检测机构调节到垂直位置，即X光发生器和X光探测器为上下位置，X光发生器发出X光到晶体端面，同时垂直向旋转驱动电机5控制带有晶体的回转机构进行垂直方向上转动，粗略测定晶体原子面在垂直方向上的定向角度，并存储相应的衍射强度信息和晶体位置信息到PLC控制器1；之后将X光定向检测机构调节到水平位置上，即X光发生器和X光探测器为水平位置设置，X光发生器发出X光到晶体端面，同时水平向旋转驱动电机4控制带有晶体的回转机构进行水平方向上的转动，对晶体在水平方向进行定向，重复上述操作，其重复次数为至少3次，在水平方向上精确测定晶体原子面在水平方向上的定向角度，并将衍射强度信息和晶体位置信息都存储到PLC控制器1中；在完成水平方向的精细定向后再将X光定向检测机构调节到垂直位置，X光发生器发出X光到晶体端面，同时垂直向旋转驱动电机5控制带有晶体的回转机构进行垂直方向上的转动，对晶体在垂直方向进行定向，重复上述操作，其重复次数为至少3次，在垂直方向上精确测定晶体的原子面在垂直方向上的定向角度，并将衍射强度信息和晶体位置信息都存储到PLC控制器1中，PLC控制器1根据获取的信息，将衍射强度信息和晶体位置信息建立一一对应关系，并根据所获得的信息计算出晶体原子面的空间位置，最后通过水平向旋转驱动电机4和垂直向旋转驱动电机5按设定的切割要求调整晶体到最佳切割角度。这样的循环检测进一步提高了晶体粘接和切割的精确度，同时检测的顺序也可以是将X光定向检测机构在水平位置上对晶体的切割角度进行粗略定位后，调节X光定向检测机构到垂直位置上对晶体切割角度进行精细定向，再调节X光定向检测机构到水平位置上对晶体切割角度进行精细定向；在将晶体调节到最佳切割角度后通过升降机构和平移机构将晶体送回粘料台进行粘接，粘贴好后直接送去切割，该控制电路能够自动对晶体的被测原子面进行定向，解决了人工操作的不准确性，排除了人工误差，提高了晶体加工的精确度。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了PLC控制器1、水平角度传感器2、垂直角度传感器3、水平向旋转驱动电机4、垂直向旋转驱动电机5、触摸屏6等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (6)

1.一种晶体自动X光定向粘料机的控制电路，所述粘料机包括用于装夹待测晶体的回转机构和用于发出X光于晶体上进而测定晶体切割角度的X光定向检测机构，其特征在于，所述控制电路包括用于控制晶体垂直方向转动的垂直向旋转驱动电机(5)、用于控制晶体水平方向转动的水平向旋转驱动电机(4)、用于获取晶体垂直方向转动角度信息的垂直角度传感器(3)、用于获取晶体水平方向转动角度信息的水平角度传感器(2)以及用于根据从X光定向检测机构、水平角度传感器(2)和垂直角度传感器(3)获取的信息计算出晶体定向原子面的空间位置数据进而通过控制水平向旋转驱动电机(4)和垂直向旋转驱动电机(5)将晶体调节到设定的切割角度的PLC控制器(1)，所述水平向旋转驱动电机(4)和垂直向旋转驱动电机(5)分别与回转机构连接，所述X光定向检测机构、水平角度传感器(2)、垂直角度传感器(3)、水平向旋转驱动电机(4)和垂直向旋转驱动电机(5)均与PLC控制器(1)电连接。

2.根据权利要求1所述的晶体自动X光定向粘料机的控制电路，其特征在于，所述X光定向检测机构包括X光发生器、X光探测器以及用于调节X光定向检测机构水平与垂直方向转换的摆角机构，所述X光发生器设置在摆角机构的一侧，所述X光探测器设置在摆角机构的另一侧，所述摆角机构连接有摆角电机，所述X光发生器、X光探测器和摆角电机均与PLC控制器(1)连接。

3.根据权利要求2所述的晶体自动X光定向粘料机的控制电路，其特征在于，所述水平角度传感器(2)和垂直角度传感器(3)均采用轴编码器。

4.根据权利要求1或3所述的晶体自动X光定向粘料机的控制电路，其特征在于，所述水平角度传感器(2)安装在水平向旋转驱动电机(4)的转动轴上，所述垂直角度传感器(3)安装在垂直向旋转驱动电机(5)的转动轴上。

5.根据权利要求1所述的晶体自动X光定向粘料机的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括与PLC控制器(1)连接的用于显示或输入各数据信息的触摸屏(6)。

6.根据权利要求1或2所述的晶体自动X光定向粘料机的控制电路，其特征在于，所述PLC控制器(1)首先控制X光定向检测机构对晶体在垂直方向进行定向，同时垂直向旋转驱动电机(5)控制带有晶体的回转机构进行垂直方向上转动，粗略测定晶体原子面在垂直方向上的定向角度；之后将X光定向检测机构调节到水平位置上，对晶体在水平方向进行定向，同时水平向旋转驱动电机(4)控制带有晶体的回转机构进行水平方向上转动，来精确测定晶体原子面在水平方向上的定向角度；在此之后，再一次将X光定向检测机构调节到垂直位置上，在垂直方向上精确测定晶体的原子面在垂直方向上的定向角度，最后按设定的切割要求调整晶体到合适的切割角度。