[实用新型]晶面取向加工X射线定位仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及晶体取向加工，是采用X射线衍射原理通过调节夹具中晶棒(或晶锭)位置，保证晶体加工晶面相对夹具支架基准面的高精度取向定位的光电一体化晶面定位仪器。此仪器适合于加工高精度取向的晶面。

背景技术

晶体是一类重要的固体材料，具有优异的力、电、光、热学特性。特别是近年来，随着晶体应用领域的拓展，对晶片加工质量提出更高要求。晶体加工面的取向加工精度就是一个衡量晶片加工质量的非常重要指标。如用于制备谐振器的石英晶片要求晶面的角度切割精度为±3′。此外，用作外延膜制备的基板晶片对晶面取向加工精度也有严格要求。如作为制备外延碳化硅膜的碳化硅基板所要求晶面取向为{0001}向<11 20>方向偏离8±0.5°。而被用作异质膜的基板，如氧化铝和钛酸钡晶体一般也有严格的晶面取向加工精度。因此确保晶体加工中晶面的取向加工精度是生产高质量器件和基板的重要环节。现行晶面取向的加工一般采用加工，测角和再加工工艺。即由X射线定向仪测量晶体几何表面与其内部晶面的夹角，并把测定角度值标在晶棒上，然后在磨床上手工研磨矫正，然后再测量晶面角度，再手工研磨矫正，直到研磨出符合加工角度和精度要求的晶体几何面。晶体角度测试精度和加工矫正精度直接影响晶体几何面加工精度。尤其当晶体硬度很高时，很难通过上述工艺加工高精度晶体几何面。从以上分析可知，传统加工方法工作量大，而且晶棒加工精度低，直接影响产品的成品率和经济效益。因此研制出适合加工晶体几何表面的高精度方位定位仪对晶体性能的研发和规模生产具有重要意义。

发明内容

为了改变现有的晶体加工中晶面取向加工精度低的现状，本实用新型提供一种晶面取向加工X射线定位仪，采用该晶面取向加工X射线定位仪结合研磨或切割机床加工晶体不仅能提高晶体的加工精度，而且能大大提高晶体的加工效率。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案：晶面取向加工X射线定位仪包括X射线测量光路，其特征在于其结构还包括磁体基准(4)、方向调节夹具(2)和磁体基准的平移、旋转机构，方向调节夹具位于X射线测量光路和磁体基准之间，并锁定在磁体基准上，磁体基准安装在磁体基准的平移、旋转调节机构上。

上述技术方案晶面取向加工X射线定位仪中方向调节夹具包括晶体固定架(27)、两种方向调节螺钉(23)和(29)和支架基准(26)，其特征是方向调节螺钉(23)和(29)分别与支架基准(26)通过螺纹配合，方向调节螺钉的顶端顶在晶体固定架上，被加工晶体通过粘接或采用螺钉固定在晶体固定架上，如图5、图6和图7。

上述技术方案中X射线测量光路包括X射线管(1)、单色器(17)、中心顶针(8)、计数器(3)和放大器(18)，其中，中心顶针(8)的顶端位于X射线入射光和X射线反射光的交叉点上，如图8。

上述技术方案中的磁体基准的平移、旋转调节机构，其特征在于磁体基准的平移调节机构包括底板(6)、平台(5)、丝杆(15)、导轨(13)和手柄(14)，其特征手柄(14)固定在丝杆(15)上，平台(5)与底板(6)通过精密导轨(13)连接，丝杆与平台通过螺纹配合，底板与手柄(14)通过轴承连接，如图1、图2和图3、图4。

上述技术方案中磁体基准的平移、旋转调节机构，其特征安装在平台(5)上的磁体基准的旋转调节机构包括旋转轴(16)、磁体基准(4)、基准调节板(19)、锁定螺钉(20)、调节螺钉(21)和千分表(22)，其特征为磁体基准安装在基准调节板上，基准调节板(19)与平台之间通过旋转轴(16)连接，调节螺钉(21)与平台之间通过螺纹配合，调节螺钉(21)的顶端顶在基准调节板(19)上，千分表(22)的顶端顶在基准调节板(19)上，磁体基准的旋转角度由千分表(22)显示，如图3、图4。

上述技术方案中磁体基准的平移、旋转调节机构，其特征在于所述的安装在底板(6)下的旋转调节机构包括手柄(12)、角度数显器(11)、旋转轴(7)、蜗轮，其特征为底板(6)固定在旋转轴(7)上，手柄(12)与旋转轴(7)之间通过精密蜗轮连接，磁体基准面(4)的转动角度由角度数显器(11)显示，如图1、图2。

采用上述技术方案，本实用新型具有的如下优点：

(1)采用晶面取向加工X射线定位仪结合磨床或切割机床可以大大提高晶体加工精度，与传统的手工加工工艺相比，此工艺消除了由于定向测角和手磨校正产生的人为误差，可使操作误差降至最低。如采用此工艺可使石英晶体的加工精度小于±3′。