CN2553377Y - 高精度x射线粘料定向仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及的是依据X射线衍射原理来完成晶棒高精度粘结的光机电一体化的精密定向仪，该定向仪包括X射线管、测晶平台、计数器、放大器、数显器、测量光路和设置于测晶平台上用于粘结晶棒的粘料机构，其测量光路为X射线管发出的X射线经单色器、以大R面为检测面的被测晶棒至计数器构成，粘料机构包括平台上的托板、滑板和滑板上的料板定位机构，滑板与托板之间通过精密导轨滑动配合，滑板的料板定位机构中设有电磁铁。本技术具有晶棒粘板精度高、便于操作、测量工作效率高的优点，并可使操作误差降至最低。

Description

高精度X射线粘料定向仪

技术领域

本实用新型涉及的是根据X射线衍射原理，用X射线测定水晶晶棒材料的几何表面与内部晶面间的角度，保证晶棒粘结精度的光机电一体化的精密测量仪器。

背景技术

测定晶棒几何表面与其内部晶面角，并按测定角度值将晶棒粘结在料板上，是进行下一步晶体切片的重要步骤，而且晶棒粘料精度的高低，直接影响晶体切片质量好坏和经济效益。现行的晶棒测角和粘料均采用如下方式：在普通精度的X射线定向仪上以晶棒的Z晶面为测试面，测定其角度值，再将该测定值一一标记在晶棒表面上，再通过机械校角仪将晶棒粘结在料板上。该晶棒粘料操作方法之所以选用普通精度的X射线定向仪，而非高精度X射线定向仪，其原因在于晶棒Z面的X射线反射能力非常弱，具有单色器的高精度X射线定向仪根本无法实现其测量任务。根据X射线晶体学原理，普通精度的X射线定向仪的应用决定了其测角精度只能在±45″-±1′之间；再者，利用精度仅为±30″的机械校角仪实现晶棒校角及粘料工作，更难以保证晶棒粘结的精度。所以晶棒粘结精度通常也只能达到±1′左右，严重影响了切片精度，导致晶体切片制品的不合格品比例很大，而合格的晶体切片产品中，高精度切片更是凤毛鳞角，造成人力、物力的大量浪费。

发明内容

为了突破晶体切片质量的瓶颈，改变目前晶棒粘料精度低的现状，提高晶棒粘结精度，本实用新型提出了一套高精度X射线粘料定向仪的技术方案，该技术方案的主要内容有：高精度X射线粘料定向仪的结构组成包括X射线管、测晶平台、计数器、放大器、数显器及支持它们工作的电气机构，该定向仪还包括有设置于测晶平台上用于粘结晶棒的粘料机构，以及由X射线管至计数器的测定晶棒材料内部晶面角的测量光路，本技术方案的主要技术特点是其测量光路为由X射线管发出的X射线经单色器、以大R面为检测面的被测晶棒至计数器构成的，粘料机构包括平台上的托板、滑板和滑板上的料板定位机构，托板上同定设有横跨滑板之上的横梁，横梁上设有晶棒大R面的定位顶针和微调晶棒角的微调器，滑板与托板之间设有精密导轨，滑板上设有固定料板的电磁铁。

在上述整体方案中，其数显器为显示计数器输出值并可比较、贮存峰值的数字/模拟率表。

本技术方案中，避开了现有X射线定向仪均经Z面来测定晶棒晶面角的测量光路结构形式，以反射能力很强的大R面作为测量光路中的检测构件，解决了现有晶棒粘料技术中无法应用高精度X射线定向仪、直接影响测量精度的现实矛盾。本技术的应用不仅可以使晶棒粘料精度能够达到±15″档次，而且本技术中采用了显示计数器输出值并记忆锁定峰值的数字/模拟率表，改变了在一定范围中盲目寻找峰值的测量现状，使测量精度达到±15″档次得到保证，还因采用了高分辩率的编码器和数显器，使最小读数达到1″，共同为进行高质量、高精度晶体切片打下了坚实的技术基础。另外，本技术中料板的锁定采用了电磁铁结构，使之符合了锁定时锁紧力尽可能大而牢固、取下时锁紧力尽可能小而轻便的使用要求，确保滑板基准侧准确性的长久性，加之采用了高精密导轨，从结构上完善了晶棒粘料操作质量，确保了晶棒粘料的高精度要求。综上所述，本技术具有晶棒粘料精度高、便于操作、测量工作效率高的优点，并可使操作误差降至最低。

附图说明

图1为设有左右两测晶平台的高精度X射线粘料定向仪的原理结构简图，该简单突出了晶棒粘料部分的测量光路结构构成

图2为本实用新型定向仪的粘料机构的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供的高精度X射线粘料定向仪，其结构组成包括X射线管1、测晶平台15、计数器4、放大器、数显器5等及支持以上器件工作的电气机构和由X射线管1至计数器4的测量光路，其中的电气机构有如高压发生器、吸泵等等，该定向仪还包括有置于测晶平台15之上的粘料机构，其中由X射线管1发出的X射线经单色器2、由顶针6和微调器13调整晶棒角度位置的、以人R面作为衍射测试面的晶棒3至计数器4构成了本定向仪测量光路，再由计数器4、放大器和数字/模拟率表5构成的显示测试结果的显示机构，其中的顶针6和微调器13安装设置在与粘料机构中的托板9固定连接、横跨料板8之上的横梁16上，顶针6顶触在晶棒大R面上，其微调器13从晶棒侧面来细微调整晶棒3的角度位置，以使入射至大R面的X射线在符合布拉格方程nλ＝2dsinθ时，产生衍射线，由计数器4接收，通过数字/模拟率表5显示结果，调整至最佳衍射状态后，将晶棒粘结在料板8上。其中的数字/模拟率表5为比较、贮存峰值的具有峰值记忆能力的数字/模拟率表，微调器13微调的过程，就是在最大值范围内寻找最大值的趋近值，如果采用具有最大值记忆能力的数字/模拟率表就可以使测量操作人员有目的地找到晶棒最佳衍射角，从而最大限度地提高本X射线定向仪的测量精度、提高操作效率。本技术既可以采用+X晶面向上，也可以采用+X面向下两种测试方式。本定向仪粘料机构包括托板9、滑板14和滑板14之上的料板定位机构，托板9与滑板14之间是通过高精密度的直线导轨10来实现滑动配合的，滑动机构的设计为粘结若干晶棒提供了方便，滑板14按大R面的晶面角与X射线管1所在的作标线倾斜设置。滑板14上还设有料板定位机构，在本实施例中该料板定位机构是在料板8的侧侧设置一电磁铁基准凸台7，料板8的基准侧紧贴该基准凸台7放置，该电磁铁基准凸台7保证了料板8在测晶面角的过程中位置固定、不串动，基准侧的电磁铁在通电工作时产生强大的磁力，吸附、固定金属料板8，断电后磁力随即消失，这样就使料板8的放置及拆卸非常方便，利用电磁铁作为料板锁紧定位装置，其优点还在于在断电状态下轻松地调整料板8位置，在达到要求后启动电磁铁，锁紧料板8。如图1所示，本定向仪为具有左右两工作平台的结构形式，即由同一X射线管1向两侧发射X射线，其一侧用于实现高精度晶棒粘料，其另一侧用于检测切割后的晶片11角度。

Claims (4)

1、一种高精度X射线粘料定向仪，其结构组成包括X射线管(1)、测晶平台(15)、计数器(4)、放大器、数显器(5)及支持它们工作的电气机构和由X射线管至计数器的测定晶体材料内部晶面角的测量光路，还包括有设置于测晶平台上用于粘结晶棒的粘料机构，其特征在于测量光路为由X射线管(1)发出的X射线经单色器(2)、以大R面为检测面的被测晶棒(3)至计数器(4)构成，粘料机构包括平台上的托板(9)、滑板(14)和滑板上的料板定位机构，托板(9)上固定设有横跨滑板(14)之上的横梁(16)，横梁上设有晶棒大R面的定位顶针(6)和微调晶棒角的微调器(13)，滑板与托板之间设有精密导轨(10)，滑板的料板定位机构设有电磁铁。

2、根据权利要求1所述的定向仪，其特征在于数字/模拟率表(5)为最大值比较、贮存的数字/模拟率表。

3、根据权利要求1所述的定向仪，其特征在于滑板的料板定位机构为设置其一侧的电磁铁基准凸台(7)。

4、根据权利要求1所述的定向仪，其特征在于滑板(14)按大R面的晶面角与X射线管(1)所在的作标线以+X晶面向上或向下两种测试方式中选择倾斜角设置。

Images