RU2580127C1 - Method of connection and fixation of monocrystals (versions), device for method implementation and stack obtained using them - Google Patents
Method of connection and fixation of monocrystals (versions), device for method implementation and stack obtained using them Download PDFInfo
- Publication number
- RU2580127C1 RU2580127C1 RU2014141900/05A RU2014141900A RU2580127C1 RU 2580127 C1 RU2580127 C1 RU 2580127C1 RU 2014141900/05 A RU2014141900/05 A RU 2014141900/05A RU 2014141900 A RU2014141900 A RU 2014141900A RU 2580127 C1 RU2580127 C1 RU 2580127C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ingot
- ingots
- stack
- base
- single crystals
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/16—Oxides
- C30B29/20—Aluminium oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
- C30B33/06—Joining of crystals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к механическим способам обработки монокристаллических слитков, а также к предназначенному для осуществления этого способа устройству, и может быть использовано при изготовлении стеков монокристаллов, в частности монокристаллов сапфира.The invention relates to mechanical methods for processing single-crystal ingots, and also to a device intended for implementing this method, and can be used in the manufacture of stacks of single crystals, in particular sapphire single crystals.
Уровень техникиState of the art
Известен способ соединения деталей из тугоплавких оксидов, в том числе из оксида алюминия (патент РФ на изобретение №2477342, кл. МПК C30B33/06, C30B29/16, C30B29/22, C30B29/28, C30B29/18, опубл. 10.03.2013), включающий полировку соединяемых поверхностей, их совмещение и нагрев. По крайней мере, на одну из полированных соединяемых поверхностей наносят слой материала, образующего твердый раствор, по крайней мере, с одним из материалов соединяемых деталей. Температура плавления твердого раствора ниже температуры плавления каждого из материалов соединяемых деталей. После этого совмещенные детали отжигают при температуре выше температуры образования твердого раствора. Известный способ, таким образом, решает задачу «размытия» оптической границы между прочно соединенными (практически в монолит) компонентами из тугоплавких оксидов (кристаллов или керамики).A known method of joining parts of refractory oxides, including aluminum oxide (RF patent for the invention No. 2477342, class IPC C30B33 / 06, C30B29 / 16, C30B29 / 22, C30B29 / 28, C30B29 / 18, publ. 03/10/2013 ), including polishing the joined surfaces, their combination and heating. At least one of the polished surfaces to be bonded is coated with a layer of solid solution forming material with at least one of the materials of the parts to be joined. The melting temperature of the solid solution is lower than the melting temperature of each of the materials of the parts to be joined. After that, the combined parts are annealed at a temperature above the temperature of formation of a solid solution. The known method, thus, solves the problem of “blurring” the optical boundary between firmly connected (practically in a monolithic) components of refractory oxides (crystals or ceramics).
Недостатком известного способа является высокая энергозатратность, обусловленная наличием отжига соединяемых деталей, также данный способ не обеспечивает возможность совмещения оптических осей деталей с высокой точностью (например, до 0,1 градуса).The disadvantage of this method is the high energy consumption due to the presence of annealing of the connected parts, also this method does not provide the ability to combine the optical axes of the parts with high accuracy (for example, up to 0.1 degrees).
Известен способ и устройство для промеров, ориентирования и фиксации минимум одного монокристалла (патент РФ на изобретение №2365905, кл. МПК G01N23/20, опубл. 27.08.2009). В способе несколько монокристаллов позиционируют отдельно один над другим для формирования стопки, промеряют, определенным образом ориентируют и фиксируют, а затем сложенные в стопки монокристаллы одновременно жестко связывают с ориентированным по основному направлению носителем. Причем расположенные друг над другом в стопку монокристаллы могут связывать друг с другом клеящим веществом.A known method and device for measuring, orienting and fixing at least one single crystal (RF patent for the invention No. 2365905, class IPC G01N23 / 20, publ. 08/27/2009). In the method, several single crystals are positioned separately one above the other to form a stack, measured, oriented and fixed in a certain way, and then single crystals stacked in stacks are simultaneously rigidly connected to the carrier oriented in the main direction. Moreover, single crystals located one above the other in a stack can be bonded to each other with an adhesive.
Устройство для промеров, ориентирования и фиксации, по меньшей мере, одного монокристалла содержит вращающийся стол с приемным устройством для минимум одного крепления кристалла, которое имеет узел юстировки и фиксации для ориентирования кристаллической решетки монокристалла и для ориентированной фиксации монокристалла передвижную по высоте установку источника рентгеновского излучения и детектора, с помощью которой происходит определение углов нормалей плоскостей кристаллической решетки монокристалла. Крепление кристалла в устройстве состоит из внешней рамки с укрепленным с карданным подвесом внутренним каркасом для монокристалла и вторыми установочными средствами для юстировки и фиксации зажатого во внутреннем каркасе монокристалла. В устройстве также могут быть предусмотрены горизонтальные направляющие и линейная направляющая.A device for measuring, orienting and fixing at least one single crystal contains a rotary table with a receiving device for at least one crystal mount, which has an alignment and fixing unit for orienting the crystal lattice of the single crystal and for oriented fixing of the single crystal, a height-movable x-ray source and detector, with the help of which the determination of the normal angles of the planes of the crystal lattice of a single crystal. The fastening of the crystal in the device consists of an external frame with an internal frame for a single crystal reinforced with a gimbal and second mounting means for adjusting and fixing the single crystal clamped in the internal frame. The device may also be provided with horizontal guides and a linear guide.
Недостатком известного способа и устройства являются:The disadvantage of this method and device are:
- высокая сложность в разработке и изготовлении устройства, большое количество мелких и прецизионных деталей;- high complexity in the design and manufacture of the device, a large number of small and precision parts;
- необходимость периодической юстировки устройства, соответственно необходимость наличия эталонных образцов и создание условий для их хранения;- the need for periodic adjustment of the device, respectively, the need for the availability of reference samples and the creation of conditions for their storage;
- значительное время для замера и фиксации монокристалла в соответствии с заявленным способом, вследствие необходимости использования дифрактометра для замера отклонения и корректировки отклонения от требуемой ориентации перед фиксацией каждого монокристалла;- significant time for measuring and fixing a single crystal in accordance with the claimed method, due to the need to use a diffractometer to measure the deviation and adjust the deviation from the desired orientation before fixing each single crystal;
- необходимость применения защитных средств и соблюдения специальных условий работы, поскольку в процессе ориентирования и фиксации монокристаллов используются гониометрические (рентгеновские) устройства.- the need to use protective equipment and compliance with special working conditions, since goniometric (X-ray) devices are used in the process of orienting and fixing single crystals.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
В основу изобретения поставлена задача разработки простого и надежного способа соединения и фиксации монокристаллов, позволяющего использовать в производстве слитки монокристаллов различной длины.The basis of the invention is the task of developing a simple and reliable method of connection and fixation of single crystals, allowing the use in the manufacture of ingots of single crystals of various lengths.
Техническим результатом изобретения является упрощение процесса соединения и фиксации монокристаллов, уменьшение временных затрат, повышение точности совмещения кристаллографических осей слитков монокристалла.The technical result of the invention is to simplify the process of connecting and fixing single crystals, reducing time costs, improving the accuracy of combining the crystallographic axes of single crystal ingots.
Указанный технический результат достигается тем, что способ соединения и фиксации монокристаллов включает позиционирование нескольких монокристаллов, ориентирование их определенным образом и фиксацию монокристаллов друг с другом клеящим веществом, причем согласно изобретению, предварительно проводят отбор необходимого количества слитков монокристалла; затем проводят ориентацию торцов отобранных слитков с необходимым допуском и снятие предварительного базового среза длиной 18-20 мм; после чего склеивают слитки монокристаллов с помощью устройства для соединения и фиксации монокристаллов следующим образом: наносят клеящий материал на предварительно обезжиренный торец слитка монокристалла; устанавливают слиток предварительным базовым срезом на плоскость базовой стенки устройства, одновременно прижимая слиток чистым торцом к неподвижному упору и образующей слитка к поверхности боковой стенки; устанавливают следующий слиток предварительным базовым срезом на плоскость базовой стенки устройства вплотную к торцу предыдущего слитка и, вращая ручку прижимного винта, слитки прижимают друг к другу с помощью подвижного упора; повторяют указанные операции до получения стека необходимой длины; выдерживают стек в устройстве до полного отвердения клеящего материала, причем в качестве клеящего материала используют двухкомпонентный бесцветный эпокси-каучуковый клей; затем проводят калибрование стека до необходимого диаметра и снятие основного базового среза; после чего проводят контроль ориентации базового среза и перпендикулярности торцов к образующей.The specified technical result is achieved in that the method of connecting and fixing single crystals includes positioning several single crystals, orienting them in a certain way and fixing the single crystals with each other with an adhesive, and according to the invention, the required number of single crystal ingots is preliminarily selected; then, the ends of the selected ingots are oriented with the necessary tolerance and the preliminary base cut is removed with a length of 18-20 mm; then the single crystal ingots are glued together using the device for connecting and fixing the single crystals as follows: apply adhesive material to the previously defatted end face of the single crystal ingot; the ingot is set with a preliminary base cut on the plane of the base wall of the device, while pressing the ingot with its clean end against the fixed stop and forming the ingot against the surface of the side wall; set the next ingot with a preliminary base cut on the plane of the base wall of the device close to the end face of the previous ingot and, rotating the handle of the clamping screw, the ingots are pressed together using a movable stop; repeat these operations until a stack of the required length is obtained; maintain the stack in the device until the adhesive material has completely hardened, moreover, a two-component colorless epoxy rubber adhesive is used as the adhesive material; then the stack is calibrated to the required diameter and the main base cut is removed; then control the orientation of the base slice and the perpendicularity of the ends to the generatrix.
Указанный технический результат также достигается тем, что способ соединения и фиксации монокристаллов включает позиционирование нескольких монокристаллов, ориентирование их определенным образом и фиксацию монокристаллов друг с другом клеящим веществом, причем согласно изобретению, предварительно проводят отбор необходимого количества слитков монокристалла; затем проводят изготовление торцов отобранных слитков с необходимым допуском по ориентации; после чего на отобранные слитки наносят общую вспомогательную линию с помощью приспособления, которое представляет собой прямоугольный параллелепипед, имеющий «V»-образный вырез, следующим образом: с помощью гониометрического устройства на один из торцов каждого отобранного слитка наносят линию базового среза; затем поочередно устанавливают слитки монокристалла на «V»-образный вырез приспособления и проворачивают каждый слиток так, чтобы нанесенная линия базового среза была параллельна поверхности стола; после чего с помощью линейки наносят на образующую всех установленных слитков общую вспомогательную линию; после чего склеивают слитки монокристаллов с помощью устройства для соединения и фиксации монокристаллов следующим образом: наносят клеящий материал на предварительно обезжиренный торец слитка монокристалла; устанавливают слиток на плоскость основания устройства, одновременно прижимая слиток чистым торцом к неподвижному упору и образующей слитка к поверхности бокового ограждения; устанавливают следующий слиток на плоскость основания устройства вплотную к торцу предыдущего слитка, совмещая при этом вспомогательные линии слитков монокристалла до получения общей вспомогательной линии, и, вращая ручку прижимного винта, слитки прижимают друг к другу с помощью подвижного упора; повторяют указанные операции до получения стека необходимой длины; выдерживают стек в устройстве до полного отвердения клеящего материала, причем в качестве клеящего материала используют двухкомпонентный бесцветный эпокси-каучуковый клей; затем проводят калибрование стека до необходимого диаметра и снятие основного базового среза; после чего проводят контроль ориентации базового среза и перпендикулярности торцов к образующей.The specified technical result is also achieved by the fact that the method of connecting and fixing single crystals includes positioning several single crystals, orienting them in a certain way and fixing the single crystals with each other with an adhesive, and according to the invention, the required number of single crystal ingots is preliminarily selected; then the ends of the selected ingots are made with the necessary orientation tolerance; after which a common auxiliary line is applied to the selected ingots using a device that is a rectangular parallelepiped having a "V" -shaped cut, as follows: using a goniometric device, a base cut line is applied to one of the ends of each selected ingot; then, one by one, the ingots of the single crystal are placed on the “V” -shaped cut of the device and each ingot is turned so that the applied line of the base cut is parallel to the surface of the table; then, using a ruler, a common auxiliary line is applied to the forming of all installed ingots; then the single crystal ingots are glued together using the device for connecting and fixing the single crystals as follows: apply adhesive material to the previously defatted end face of the single crystal ingot; set the ingot on the plane of the base of the device, while pressing the ingot with a clean end to the fixed stop and forming the ingot to the surface of the side fence; set the next ingot on the plane of the base of the device close to the end face of the previous ingot, while aligning the auxiliary lines of the single crystal ingots to obtain a common auxiliary line, and, rotating the handle of the clamping screw, the ingots are pressed together using a movable stop; repeat these operations until a stack of the required length is obtained; maintain the stack in the device until the adhesive material has completely hardened, moreover, a two-component colorless epoxy rubber adhesive is used as the adhesive material; then the stack is calibrated to the required diameter and the main base cut is removed; then control the orientation of the base slice and the perpendicularity of the ends to the generatrix.
Ориентацию торцов отобранных слитков возможно проводить с ужесточением в 2 раза от установленных требований.The orientation of the ends of the selected ingots can be carried out with a tightening of 2 times from the established requirements.
Возможно выдерживание стека в устройстве до истечения срока «живучести» клеящего материала, затем выдерживают вертикально до полного отвердения клеящего материала.It is possible to withstand the stack in the device until the expiration of the "survivability" of the adhesive material, then stand upright until the adhesive material is completely hardened.
Достижение технического результата также обеспечивается использованием устройства для соединения и фиксации монокристаллов, содержащего базовую стенку, и расположенные к ней под прямым углом: боковую стенку и торцевые стенки, на внутренней поверхности одной из торцевых стенок по ее центру расположен неподвижный упор, на противоположной торцевой стенке - подвижный упор, перемещаемый с помощью прижимного винта с ручкой; причем оба упора имеют сферическую поверхность диаметром 20-30 мм.The achievement of the technical result is also ensured by the use of a device for connecting and fixing single crystals containing a base wall and located to it at right angles: the side wall and end walls, on the inner surface of one of the end walls at its center there is a fixed stop, on the opposite end wall - movable emphasis, moved with a clamping screw with a handle; moreover, both stops have a spherical surface with a diameter of 20-30 mm
В качестве материала устройства может быть использован металл и/или синтетический термопластичный полимер.As the material of the device, metal and / or synthetic thermoplastic polymer can be used.
Стек, изготовленный с помощью заявленного способа и устройства, содержит несколько монокристаллов, ориентированных определенным образом и зафиксированных друг с другом клеящим веществом.A stack made using the claimed method and device contains several single crystals oriented in a certain way and fixed with each other by an adhesive.
Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле изобретения, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявленного технического решения условию патентоспособности «новизна».The analysis of the prior art showed that the claimed combination of essential features set forth in the claims is unknown. This allows us to conclude that the claimed technical solution meets the condition of patentability “novelty”.
Сравнительный анализ показал, что в уровне техники не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного изобретения, а также не подтверждена известность влияния этих признаков на технический результат. Таким образом, заявленное техническое решение удовлетворяет условию патентоспособности «изобретательский уровень».A comparative analysis showed that in the prior art no solutions have been identified that have features that match the distinctive features of the claimed invention, and the popularity of the influence of these signs on the technical result is not confirmed. Thus, the claimed technical solution satisfies the condition of patentability "inventive step".
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг. 1 изображена конструктивная схема устройства для соединения и фиксации двух монокристаллов.In FIG. 1 shows a structural diagram of a device for connecting and fixing two single crystals.
На фиг. 2 изображена конструктивная схема устройства для соединения и фиксации более двух монокристаллов.In FIG. 2 shows a structural diagram of a device for connecting and fixing more than two single crystals.
На фиг. 3 изображено приспособление для нанесения общей вспомогательной линии на слитки монокристалла.In FIG. 3 shows a device for applying a common auxiliary line to single crystal ingots.
На фиг. 4 приведено фото стека монокристаллов сапфира, полученного заявленным способом.In FIG. 4 shows a photo of a stack of sapphire single crystals obtained by the claimed method.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Устройство для соединения и фиксации монокристаллов включает: основание 1 и расположенные к нему под прямым углом: боковое ограждение 2 и торцевые стенки 3. На внутренней поверхности одной из торцевых стенок 3 (как правило, левой) по ее центру расположен неподвижный упор 4, на противоположной торцевой стенке 3 - подвижный упор 5, перемещаемый с помощью прижимного винта 6 с ручкой 7. Подвижный упор 5 также имеет возможность свободного вращения на оси прижимного винта 6. Поэтому в последней стадии прижима слитка подвижный упор 5 не вращается совместно с прижимным винтом 6, что позволяет исключить проворот слитка вместе с прижимным винтом 6 до его фиксации в стеке.A device for connecting and fixing single crystals includes: a base 1 and located at a right angle to it: a side fence 2 and end walls 3. On the inner surface of one of the end walls 3 (usually left), a fixed stop 4 is located at its center, on the opposite end wall 3 -
Боковое ограждение 2 обеспечивает необходимую жесткость конструкции и упор для слитков. Для облегчения конструкции ограждение 2 может быть выполнено перфорированным или в виде полосы, соединяющей торцевые стенки 3 на высоте упоров.Side railing 2 provides the necessary structural rigidity and emphasis for ingots. To facilitate the design of the fence 2 can be made perforated or in the form of a strip connecting the end walls 3 at the height of the stops.
Оба упора имеют сферическую поверхность диаметром от 20 до 30 мм, такой размер определен опытным путем исходя из необходимой точности геометрических параметров изготавливаемого стека. Выбор формы упоров обусловлен тем, что сферические формы упоров дают возможность выставления соединяемых слитков так, чтобы совместились их торцевые поверхности, что обеспечивает достижение необходимой точности совмещения монокристаллов при достаточно простой конструкции устройства, не требующей также прецизионной точности изготовления.Both stops have a spherical surface with a diameter of 20 to 30 mm; this size was determined empirically based on the necessary accuracy of the geometric parameters of the stack being manufactured. The choice of the shape of the stops is due to the fact that the spherical shape of the stops makes it possible to expose the joined ingots so that their end surfaces are aligned, which ensures the necessary accuracy of combining single crystals with a fairly simple device design, which also does not require precision manufacturing precision.
Конструктивные элементы устройства могут быть выполнены из металла и/или полимерного материала, например фторопласта. В частности, опытный образец устройства для соединения и фиксации монокристаллов был изготовлен из металла, а для защиты слитков монокристалла упоры 4 и 5 были закрыты колпаками из синтетического термопластичного полимера - фторопласта.The structural elements of the device can be made of metal and / or a polymeric material, for example fluoroplastic. In particular, the prototype device for connecting and fixing single crystals was made of metal, and to protect the single crystal ingots,
Способ соединения и фиксации монокристаллов включает следующие этапы.The method of connecting and fixing single crystals includes the following steps.
1. Отбор необходимого количества слитков монокристалла. Количество слитков определяют исходя из длины имеющихся слитков монокристаллов и требуемой длины изготавливаемого стека.1. Selection of the required number of single crystal ingots. The number of ingots is determined based on the length of the available single crystal ingots and the required length of the stack to be made.
2. Изготовление торцов отобранных слитков с необходимым допуском по ориентации, например, возможно ужесточение в 2 раза от установленных требований для получения гарантированного результата. Например: при заданном требовании по ориентации ±6 мин от номинала - допуск разориентации для торцов слитка монокристалла должен быть не более±3 мин от номинала.2. Production of ends of selected ingots with the necessary tolerance for orientation, for example, it is possible to tighten 2 times from the established requirements to obtain a guaranteed result. For example: for a given orientation requirement ± 6 min from the nominal - the misorientation tolerance for the ends of the single crystal ingot should be no more than ± 3 min from the nominal.
3. Снятие предварительного базового среза. Длина базового среза зависит от диаметра слитка монокристалла, например, для диаметра 51 мм длина среза должна быть в пределах 18-20 мм. Данное значение длины определено опытным путем исходя из необходимой точности геометрических параметров стека. Увеличение длины предварительного базового среза нецелесообразно вследствие неоправданных потерь монокристалла.3. Removing the preliminary base cut. The length of the base cut depends on the diameter of the single crystal ingot, for example, for a diameter of 51 mm, the cut length should be in the range of 18-20 mm. This length value is determined empirically based on the necessary accuracy of the geometric parameters of the stack. An increase in the length of the preliminary base cut is impractical due to unjustified losses of the single crystal.
4. Склеивание слитков монокристаллов с помощью устройства для соединения и фиксации монокристаллов осуществляют следующим образом:4. Bonding ingots of single crystals using a device for connecting and fixing single crystals is as follows:
- наносят клеящий материал на предварительно обезжиренный торец слитка монокристалла;- apply adhesive material to the previously defatted end face of the single crystal ingot;
- устанавливают слиток предварительным базовым срезом на плоскость основания 1 устройства, одновременно прижимая слиток чистым торцом к неподвижному упору 4 и боковой поверхностью (образующей) слитка к поверхности бокового ограждения 2;- set the ingot with a preliminary base cut on the plane of the base 1 of the device, while pressing the ingot with a clean end to the fixed stop 4 and the side surface (forming) of the ingot to the surface of the side fence 2;
- устанавливают следующий слиток предварительным базовым срезом на плоскость основания 1 устройства вплотную к торцу предыдущего слитка и, вращая ручку 7 прижимного винта 6 слитки прижимают друг к другу с помощью подвижного упора 5;- set the next ingot with a preliminary base cut on the plane of the base 1 of the device close to the end face of the previous ingot and, rotating the handle 7 of the clamping screw 6, the ingots are pressed against each other using a
- повторяют указанные операции до получения стека необходимой длины;- repeat the indicated operations until a stack of the required length is obtained;
- выдерживают стек в устройстве до полного отвердения клеящего материала (от 9 до 24 часов в зависимости от марки клеящего материала). При необходимости стек можно снять из устройства через 1÷6 часов, по истечении срока «живучести», в зависимости от марки клеящего материала и выдержать вертикально до полного отвердения клеящего материала и только после этого приступить к дальнейшей обработке стека.- maintain the stack in the device until the adhesive material has completely hardened (from 9 to 24 hours, depending on the brand of adhesive material). If necessary, the stack can be removed from the device after 1 ÷ 6 hours, after the “survivability” period has elapsed, depending on the type of adhesive material and held upright until the adhesive material has completely hardened and only after that proceed with further processing of the stack.
В качестве клеящего материала используют двухкомпонентный бесцветный эпокси-каучуковый клей, обладающий высокой адгезией, прочностью клеевого шва, устойчивостью к вибрации и ударным нагрузкам, устойчивостью к воздействию воды, разбавленных кислот и щелочей, а также растворителей. Эпокси-каучуковый клей не дает последующей усадки при отверждении в слое практически любой толщины, сохраняет свои свойства при температурах от -50 до+120 градусов Цельсия. Отсутствие цвета у клеящего материала обеспечивает возможность проведения визуального контроля дефектов как отдельных слитков в стеке, так и изготовленного стека.As an adhesive material, a two-component colorless epoxy rubber adhesive is used, which has high adhesion, strength of the adhesive joint, resistance to vibration and shock loads, resistance to water, dilute acids and alkalis, as well as solvents. Epoxy rubber glue does not give subsequent shrinkage during curing in the layer of almost any thickness, retains its properties at temperatures from -50 to + 120 degrees Celsius. The lack of color in the adhesive material allows visual inspection of defects of both individual ingots in the stack and the manufactured stack.
5. Калибрование стека до необходимого диаметра.5. Calibrate the stack to the required diameter.
6. Снятие основного базового среза. Контроль ориентации базового среза и перпендикулярности торцов к образующей.6. Removing the main base cut. Control the orientation of the base slice and the perpendicularity of the ends to the generatrix.
Как вариант, способ соединения и фиксации монокристаллов может быть осуществлен без снятия предварительного базового среза с использованием приспособления для нанесения общей вспомогательной линии (см. фиг. 3). Указанное приспособление 8 представляет собой прямоугольный параллелепипед, имеющий «V»-образный вырез. Вариант способа соединения и фиксации монокристаллов включает следующие этапы.Alternatively, the method of connecting and fixing single crystals can be carried out without removing the preliminary base slice using a device for applying a common auxiliary line (see Fig. 3). The specified
1. Отбор необходимого количества слитков монокристалла.1. Selection of the required number of single crystal ingots.
2. Изготовление торцов отобранных слитков с необходимым допуском по ориентации.2. Making ends of selected ingots with the necessary orientation tolerance.
3. Нанесение общей вспомогательной линии с помощью приспособления 8 осуществляют следующим образом:3. Drawing a common auxiliary line using the
с помощью гониометрического устройства на один из торцов каждого отобранного слитка наносят линию базового среза;using a goniometric device, a base cut line is applied to one of the ends of each selected ingot;
- поочередно устанавливают слитки монокристалла на «V»-образный вырез приспособления 8 и проворачивают каждый слиток так, чтобы нанесенная линия базового среза была параллельна поверхности стола 9 (возможно воспользоваться линейкой 10);- alternately set the single crystal ingots on the “V” -shaped cutout of the
- с помощью линейки наносят на образующую всех установленных слитков общую вспомогательную линию.- using a ruler, a common auxiliary line is applied to the generatrix of all installed ingots.
4. Склеивание слитков монокристаллов с помощью устройства для соединения и фиксации монокристаллов осуществляют аналогично первому варианту способа, только при поочередной установке слитков совмещают вспомогательные линии каждого слитка монокристалла до получения общей вспомогательной линии.4. Bonding of single-crystal ingots using a device for connecting and fixing single crystals is carried out similarly to the first variant of the method, only with the alternate installation of the ingots, the auxiliary lines of each single crystal are combined to obtain a common auxiliary line.
5. Калибрование стека до необходимого диаметра.5. Calibrate the stack to the required diameter.
6. Снятие основного базового среза. Контроль ориентации базового среза и перпендикулярности торцов к образующей.6. Removing the main base cut. Control the orientation of the base slice and the perpendicularity of the ends to the generatrix.
Возможно использование слитков монокристалла прямоугольного сечения, при этом приспособление 8 не используется, но для того, чтобы слитки были в стеке расположены единообразно, необходимо обозначить ориентацию сторон слитка. Затем при склеивании слитки устанавливают таким образом (используя обозначение ориентации сторон), чтобы с каждой стороны полученного стека были расположены стороны слитков одной ориентации.It is possible to use ingots of a single crystal of rectangular cross section, and
Примеры реализацииImplementation examples
Ниже приведены конкретные примеры реализации заявленного способа.The following are specific examples of the implementation of the claimed method.
Были отобраны 5 пар слитков монокристаллического синтетического сапфира, имеющих длину до 50 мм каждый. Изготовлены торцы отобранных слитков с различными величинами допуска по ориентации. Была измерена разориентация каждого слитка, затем проведена операция снятия предварительного базового среза, длина которого составила от 18 до 20 мм. После чего был произведен замер разориентации предварительного базового среза каждого слитка (см. таблицу).Five pairs of single crystal synthetic sapphire ingots having a length of up to 50 mm each were selected. The ends of the selected ingots with different tolerances for orientation were made. The misorientation of each ingot was measured, then the preliminary basic slice was removed, the length of which ranged from 18 to 20 mm. After that, the misorientation of the preliminary base slice of each ingot was measured (see table).
Затем было произведено склеивание слитков монокристаллов с помощью устройства для соединения и фиксации монокристаллов в соответствии с заявленным способом. После выдерживания стека в устройстве до полного отвердения клеящего материала и калибрования стека до необходимого диаметра, было произведено снятие основного базового среза. Затем проведен контроль ориентации базового среза и перпендикулярности торцов к образующей, величина неперпендикулярности также приведена в таблице.Then, the single crystal ingots were glued using a device for connecting and fixing single crystals in accordance with the claimed method. After keeping the stack in the device until the adhesive material has completely hardened and calibrating the stack to the required diameter, the main base cut was removed. Then, the orientation of the base slice and the perpendicularity of the ends to the generatrix were monitored, the magnitude of the non-perpendicularity is also shown in the table.
Затем каждый стек был порезан на пластины на станке проволочной резки, резка проводилась на стандартных режимах для пластин диаметром 51 мм, величина разориентации полученных пластин приведена в таблице.Then each stack was cut into plates on a wire cutting machine, cutting was carried out in standard modes for plates with a diameter of 51 mm, the misorientation of the resulting plates is shown in the table.
В каждом случае из приведенных Примеров (см. таблицу) можно заметить, что даже при неперпендикулярности торца слитков к их образующей до 9 мин (первая пара слитков), но при разориентации торцов до 3 мин, тем не менее, получены пластины с разориентацией не более 6 мин.In each case from the given Examples (see the table), it can be noted that even if the end face of the ingots to their generatrix is not perpendicular to 9 minutes (the first pair of ingots), but when the ends are misoriented up to 3 minutes, however, plates with a disorientation of no more 6 minutes
Таблица Table
Использование варианта способа, без снятия предварительного базового среза, с применением приспособления для нанесения общей вспомогательной линии показало аналогичные результаты.Using a variant of the method, without removing the preliminary base slice, using a device for applying a common auxiliary line showed similar results.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет простым и надежным способом соединить и зафиксировать слитки монокристаллов. Использование заявленного способа и устройства позволяет получить необходимую точность геометрических параметров, уменьшить временные затраты при сохранении высокой точности совмещения кристаллографических осей слитков монокристалла в стеке.Thus, the proposed technical solution allows a simple and reliable way to connect and fix the ingots of single crystals. Using the claimed method and device allows to obtain the necessary accuracy of geometric parameters, reduce time costs while maintaining high accuracy of combining the crystallographic axes of single crystal ingots in the stack.
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Способ соединения и фиксации монокристаллов, в котором используется устройство для осуществления способа, действительно является простым и надежным способом изготовления стеков с необходимой точностью геометрических параметров, позволяет использовать в производстве слитки монокристаллов. В результате реализации заявленного способа обеспечивается упрощение процесса соединения и фиксации монокристаллов, уменьшение временных затрат, а также повышение надежности соединения.The method of connecting and fixing single crystals, in which a device for implementing the method is used, is indeed a simple and reliable method of manufacturing stacks with the necessary accuracy of geometric parameters, which allows using single crystals in the manufacture of ingots. As a result of the implementation of the claimed method, a simplification of the process of connection and fixation of single crystals, reduction of time costs, as well as increased reliability of the connection is provided.
Заявленное изобретение может быть использовано при изготовлении стеков различных монокристаллов, в частности монокристаллов сапфира.The claimed invention can be used in the manufacture of stacks of various single crystals, in particular sapphire single crystals.
Claims (8)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/RU2013/001158 WO2015099558A1 (en) | 2013-12-24 | 2013-12-24 | Method and device for connecting and affixing monocrystals |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2580127C1 true RU2580127C1 (en) | 2016-04-10 |
Family
ID=53479286
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014141900/05A RU2580127C1 (en) | 2013-12-24 | 2013-12-24 | Method of connection and fixation of monocrystals (versions), device for method implementation and stack obtained using them |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2580127C1 (en) |
WO (1) | WO2015099558A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109808087B (en) * | 2019-01-30 | 2021-01-26 | 无锡中环应用材料有限公司 | Stick sticking method for silicon stick |
CN110480853A (en) * | 2019-08-07 | 2019-11-22 | 江苏高照新能源发展有限公司 | A kind of monocrystalline spells stick to brilliant line fitting device and monocrystalline evolution method |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5013380A (en) * | 1988-07-04 | 1991-05-07 | Hiroaki Aoshima | Process for producing integrated structures of synthetic corundum single-crystals |
RU2365905C2 (en) * | 2004-08-10 | 2009-08-27 | Эфг Электротехнише Фабрикационс-Унд Гроссхандельсгезелльшафт Мбх | Way and device for measurement, orientation and fixing of at least one monocrystal |
US7907647B2 (en) * | 2002-06-26 | 2011-03-15 | Sony Corporation | Optical element, light emitting device and method for producing optical element |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2198345C2 (en) * | 2000-05-06 | 2003-02-10 | Московченко Александр Пантелеевич | Lighting fixture (versions) |
-
2013
- 2013-12-24 RU RU2014141900/05A patent/RU2580127C1/en not_active IP Right Cessation
- 2013-12-24 WO PCT/RU2013/001158 patent/WO2015099558A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5013380A (en) * | 1988-07-04 | 1991-05-07 | Hiroaki Aoshima | Process for producing integrated structures of synthetic corundum single-crystals |
US7907647B2 (en) * | 2002-06-26 | 2011-03-15 | Sony Corporation | Optical element, light emitting device and method for producing optical element |
RU2365905C2 (en) * | 2004-08-10 | 2009-08-27 | Эфг Электротехнише Фабрикационс-Унд Гроссхандельсгезелльшафт Мбх | Way and device for measurement, orientation and fixing of at least one monocrystal |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2015099558A1 (en) | 2015-07-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4500744B2 (en) | Method and apparatus for measuring, orienting and fixing at least one single crystal | |
US9876078B2 (en) | Method for slicing semiconductor single crystal ingot | |
RU2580127C1 (en) | Method of connection and fixation of monocrystals (versions), device for method implementation and stack obtained using them | |
FR2533851A1 (en) | PIECE SUPPORT AND METHOD OF MOUNTING A PIECE ON SUCH A SUPPORT | |
EP2520401A1 (en) | Method for fixing a single-crystal workpiece to be treated on a processing device | |
US8282761B2 (en) | Method for simultaneously cutting a compound rod of semiconductor material into a multiplicity of wafers | |
JPH02124800A (en) | Production of single crystal structural body of integrally assimilated synthetic corundum | |
KR102674153B1 (en) | Optical film | |
CN113787636B (en) | Manual bar adhering method for 12-inch semiconductor wafer | |
KR20180036702A (en) | Cutting method of work holder and workpiece | |
CN113696358B (en) | Multi-wire cutting method for realizing single crystal with deviated crystal orientation | |
TW201936350A (en) | Semiconductor single crystal ingot slicing method | |
US4755340A (en) | Method for producing packs of blades used for cutting crystal bars into wafers | |
CN111037765A (en) | Titanium single crystal with target crystal surface and preparation method thereof | |
JP3635870B2 (en) | Method for bonding and slicing semiconductor single crystal ingot | |
CN113733376B (en) | Semiconductor wafer integrated processing device and method thereof | |
CN114030095B (en) | Laser-assisted directional bonding device and method | |
JP2012028702A (en) | Semiconductor crystal fixing jig | |
CN102508346A (en) | Clamping device for alignment of optical axis of compound wave plate | |
RU2411606C1 (en) | Method of refining orientation of wafers of semiconductor and optical materials | |
US5028106A (en) | Environmentally stable integrated optic chip mount | |
JPS597561A (en) | Jig for simultaneously machining plural works | |
CN114589627B (en) | Method for grinding parallel surfaces of diamond | |
JP4525061B2 (en) | Quartz lumbard ore, method for producing quartz plate, and quartz lumbard ore | |
CN215703386U (en) | Trimming device for electronic thin film material belt |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191225 |