[实用新型]一种晶体三维定向仪

说明书

技术领域

本实用新型属于应用X射线衍射领域，涉及单晶硅、蓝宝石等大直径晶体材料的三维定向用定向仪，特别涉及一种晶体三维定向仪。

背景技术

生长出来的单晶硅、蓝宝石晶棒在加工出各种规格晶片前，先要将晶坨进行定向，定向后利用掏棒机掏出晶棒；然后在经晶体定向机定向后，利用磨削设备将晶棒柱面加工出参考边（A向），并按测定角度值将晶棒粘结在料板上，进行晶体晶棒粘接，晶坨及晶棒定向需要有相配套的可将两次定向采用一套设备完成的晶体三维定向仪。晶坨及晶棒柱面参考边粘结定向精度的高低，直接影响晶体切片质量好坏。传统的晶坨及晶棒柱面参考边（A向）粘结定向分别采用通用型的二维X射线定向仪，精度不能保证，其原因在于晶坨及晶棒面的X射线反射能力非常弱，其测角精度只能在±45″至±1′之间，利用精度仅为±15″，更难以保证晶坨及晶棒柱面的参考边（A向）的粘结定向精度，掏棒机掏棒及粘结后精度通常也只能达到±1′左右，严重影响了蓝宝石晶棒的切片精度，导致晶体切片制品的不合格品比例很大，满足不了生产晶体切片制品精度日益提高的需要。

实用新型内容

本实用新型的目的，是提供一种晶体三维定向仪，本装置结构简单、使用方便、测量精确。

采用的技术方案是：

一种晶体三维定向仪，包括机台和定向机构，机台上端口处设置有机台盖板，定向机构位于机台盖板的上端面上；

定向机构包括横梁、两个立柱、过渡板、X射线发生器、X射线接收器、钢丝绳和工作台，两个立柱竖直设置，两个立柱的下端与机台盖板的上端面固定连接，两个立柱的上端与横梁固定连接，横梁上的设定位置上分别设置有第一导向轮和第二导向轮，横梁的下端面设置有固定部件，两个立柱上分别开设有导轨，过渡板水平设置，过渡板上固定设置有顶针，顶针伸出过渡板的下端面，X射线发生器和X射线接收器分别通过固定轴设置在过渡板的设定位置上，且X射线发生器和X射线接收器能够分别绕固定轴旋转，X射线发生器的X射线输出端设置有光闸，过渡板上有两个导轨副，两个立柱上的导轨分别与过渡板上的两个导轨副滑动配合，过渡板能沿着两个立柱上下运动，过渡板的上端面固定设置有过渡板提升轮，两个立柱之间固定设置有工作台，工作台位于过渡板的下方，两个立柱的右方机台盖板上固定设置有减速机，减速机的输入轴与手轮连接，减速机的输出端与卷扬轮连接，钢丝绳的一端固定于固定部件上，另一端分别绕过过渡板提升轮、第一导向轮和第二导向轮后，缠绕在卷扬轮上并固定；

机台盖板上设置有控制箱，控制箱位于减速机的右侧；

机台盖板上装设有防护罩；

高压变压器和稳压器串联后固定设置在机台内部，为X射线发生器的供电源；

钢丝绳的裸露处分别设置有防护套；

上述控制箱为DX2型定向仪控制箱。

工作原理：

高压变压器产生的高压电使X射线发生器产生X射线，调整X射线发生器角度，经晶坨及晶棒材料反射后的X射线反射光线被X射线接收器接收，通过控制箱上的微安表确定晶体峰值，工件可在工作台上360°旋转，X射线发生器及X射线接收器可沿导向柱上下运动实现对单晶硅、蓝宝石等大直径晶体材料晶坨及晶棒进行三维定向，便于进一步进行晶坨掏棒及晶棒柱面的参考边（A向）粘结定向。

其优点在于：

1、结构简单、使用方便、定向测量精度高，解决了原定向仪定向精度不高的问题。

2、采用小功率高压变压器及信号放大一体化，解决了老式定向仪大功率高压变压器长期存在射线管使用寿命过短的问题。

3、专用于单晶硅、蓝宝石大直径晶体材料晶坨及晶棒进行三维定向，定向蓝宝石晶棒直径最大可达12吋（300mm）。

4、本仪器通过电器部分信号放大器将闪烁探测器接收的微弱X射线进行信号放大，利用微安表显示晶体峰值，提高了晶体的测量定向精度。

5、编码器与主轴（减速机输出轴）直联，消除了其它传动系统传动角度间隙误差，定向测量精度高。

6、可增加二维球面夹具体装置，采用四方位球面垫、螺杆调节，使夹具体的调节方便锁紧可靠。

7、工作台是将放在夹具体的待测晶坨及晶棒用夹具体在X光下进行四方位反复定向测量，工作台360°旋转，实现了晶坨及晶棒的三维定向。