高精度藍寶石粘接機設計范文

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《機械雜志》2014年第六期

1粘料機具體結構

圖2所示的臥式粘料機主要由Y方向晶棒角度定向裝置、X光發生和接收裝置、測角儀、X方向晶棒定向以及粘接、壓實裝置等組成。Y方向角度定向裝置主要由晶棒夾具，定位裝置，滑動裝置等組成。晶棒夾具主要分成2寸、4寸和6寸，因為目前晶棒最大尺寸為6寸。所以夾具也只做到了6寸。夾具主要的作用是將晶棒固定住，同時晶棒還可以實現在夾具中繞著軸向轉動，這樣才能進行晶向角度調節。同時，調整完成后還要進行鎖緊保證晶向位置不變。定位裝置主要是起固定晶棒夾具的作用，晶棒夾具放在定位裝置中緊固后，才可調節晶棒的端面晶向角度。滑動裝置的作用是隨著晶棒的長度不斷變化，滑動裝置可前后移動，來保證晶棒端面和指針始終是靠在一起的。X光發生裝置和接收裝置主要是指X光管和閃爍探測器，X光管的作用是產生X射線，發射出的X射線經過水晶晶片反射后，變成高純度的X光照射在晶棒端面的原子面上，衍射出的X光線被閃爍探測器吸收。通過放大器等電器元件轉換成峰值信號在微安表上顯示出來。當達到最大峰值時，此時的晶向方向就是我們所需要的。測角儀主要包括蝸輪、蝸桿、編碼器、主軸、手輪等。主要作用是通過轉動手輪，帶動蝸輪付旋轉，最后帶動晶棒旋轉，使晶棒晶向轉到需要測試的方向。晶棒定向以及粘接裝置主要包括托板、直線導軌、滑板、V型導軌、定位頂針、頂尖、微調裝置等。其中，V型導軌要根據所配合的切割機的料板形狀尺寸來設計。頂針和頂尖的作用是確定晶棒的位置，而微調裝置的作用是為了調整晶棒端面晶向的角度。當調整到需要的位置時，就可以粘接晶棒了。壓實裝置主要由立柱、直線導軌、推力軸承、滾珠絲杠、滑塊、手輪等組成。立柱主要起到支撐作用，滑塊可隨著絲杠的升降而上下運動。直線導軌主要起滑道作用。同時隨著晶棒的長度變化滑塊還可前后拉動來壓實晶棒。

2操作

2.1工作過程工作時，首先將晶棒的參考面與玻璃條或樹脂條粘好。然后將粘好的晶棒放到Y方向夾具中，放置時玻璃條平面盡量與夾具底面平行，可以靠高度尺來保證。調平后將晶棒固定住。將夾具放到Y方向基準座中固定好。此時打開光閘拉板，讓X光照射到晶棒端面。轉動手輪將測角儀角度轉到20度50分（藍寶石晶棒端面衍射角為20度50分）。這時開始對晶棒端面進行調節，讓晶棒端面繞著定位針轉動。當微安表指針達到最大峰值時，這時晶棒的位置就是我們需要的。將夾具調整部分鎖死。然后將夾具卸下。放到銑床或磨床上將玻璃條或樹脂條磨平。這時Y方向操作結束。先把切割機料板放到X方向定位座中，將晶棒連同玻璃條從Y方向夾具中拆下，用酒精將玻璃條底面以及料板上表面擦拭干凈，將晶棒放到料板上，讓晶棒端面靠在X方向定位指針上，同時晶棒柱面靠在側面定位基準上，這時，打開X光拉板，讓X光照在晶棒端面上，將測角儀角度調整到20度50分。此時通過調整晶棒側面的微調裝置，來改變晶棒端面的角度，當微安表峰值為最大時，此時晶棒端面的角度就是我們想要的角度。保持該位置不動。將調好的膠均勻涂在料板上，然后將晶棒連同玻璃條重新放回到原來的位置。放置時，玻璃條與料板表面要充分接觸，保證膠層厚度均勻。這時搖動壓實裝置上的手輪，讓壓實裝置與晶棒接觸，進一步保證玻璃條底面與料板上表面充分接觸，保證了粘接效果。等膠凝固后，拉動滑板，使料板向后移動，騰出空間來粘接下一個晶棒，操作方法與粘接上一個晶棒相同，直到料板上粘滿晶棒為止。

2.2注意事項在調節Y方向晶棒的過程中，注意不要調節幅度過大，可先轉動測角儀的手輪，看晶棒的端面角度是向大偏還是向小偏，然后再調節。這樣調節起來有一個參考，調節速度就快了。在X方向粘接晶棒的過程中，先不要盲目調整微調機構。可以轉動測角儀手輪。看看晶棒的端面晶向大概向哪個方向偏，這樣做的目的是有的放矢。避免盲目調整，浪費時間。另外，粘接前先根據料板的長度選擇合適的晶棒，這樣就避免了浪費料板長度或者晶棒長度過長粘接不上去的麻煩。

3結束語

該型設備在藍寶石加工過程中起到了重要作用，切割出的晶片精度可以達到±3分以內。在沒有該設備以前，對藍寶石晶棒的端面晶向精度要求較高，因為在切割機中主要以藍寶石晶棒的端面為定位基準，如果端面晶向精度不高，切出來的晶片質量也不會太好，就會造成浪費。該設備的出現有效的解決了這一問題，同時又提高了藍寶石晶片的加工效率。

作者：高宇輝單位：丹東新東方晶體儀器有限公司