高精度蓝宝石粘接机设计范文

《机械杂志》2014年第六期

1粘料机具体结构

图2所示的卧式粘料机主要由Y方向晶棒角度定向装置、X光发生和接收装置、测角仪、X方向晶棒定向以及粘接、压实装置等组成。Y方向角度定向装置主要由晶棒夹具，定位装置，滑动装置等组成。晶棒夹具主要分成2寸、4寸和6寸，因为目前晶棒最大尺寸为6寸。所以夹具也只做到了6寸。夹具主要的作用是将晶棒固定住，同时晶棒还可以实现在夹具中绕着轴向转动，这样才能进行晶向角度调节。同时，调整完成后还要进行锁紧保证晶向位置不变。定位装置主要是起固定晶棒夹具的作用，晶棒夹具放在定位装置中紧固后，才可调节晶棒的端面晶向角度。滑动装置的作用是随着晶棒的长度不断变化，滑动装置可前后移动，来保证晶棒端面和指针始终是靠在一起的。X光发生装置和接收装置主要是指X光管和闪烁探测器，X光管的作用是产生X射线，发射出的X射线经过水晶晶片反射后，变成高纯度的X光照射在晶棒端面的原子面上，衍射出的X光线被闪烁探测器吸收。通过放大器等电器元件转换成峰值信号在微安表上显示出来。当达到最大峰值时，此时的晶向方向就是我们所需要的。测角仪主要包括蜗轮、蜗杆、编码器、主轴、手轮等。主要作用是通过转动手轮，带动蜗轮付旋转，最后带动晶棒旋转，使晶棒晶向转到需要测试的方向。晶棒定向以及粘接装置主要包括托板、直线导轨、滑板、V型导轨、定位顶针、顶尖、微调装置等。其中，V型导轨要根据所配合的切割机的料板形状尺寸来设计。顶针和顶尖的作用是确定晶棒的位置，而微调装置的作用是为了调整晶棒端面晶向的角度。当调整到需要的位置时，就可以粘接晶棒了。压实装置主要由立柱、直线导轨、推力轴承、滚珠丝杠、滑块、手轮等组成。立柱主要起到支撑作用，滑块可随着丝杠的升降而上下运动。直线导轨主要起滑道作用。同时随着晶棒的长度变化滑块还可前后拉动来压实晶棒。

2操作

2.1工作过程工作时，首先将晶棒的参考面与玻璃条或树脂条粘好。然后将粘好的晶棒放到Y方向夹具中，放置时玻璃条平面尽量与夹具底面平行，可以靠高度尺来保证。调平后将晶棒固定住。将夹具放到Y方向基准座中固定好。此时打开光闸拉板，让X光照射到晶棒端面。转动手轮将测角仪角度转到20度50分（蓝宝石晶棒端面衍射角为20度50分）。这时开始对晶棒端面进行调节，让晶棒端面绕着定位针转动。当微安表指针达到最大峰值时，这时晶棒的位置就是我们需要的。将夹具调整部分锁死。然后将夹具卸下。放到铣床或磨床上将玻璃条或树脂条磨平。这时Y方向操作结束。先把切割机料板放到X方向定位座中，将晶棒连同玻璃条从Y方向夹具中拆下，用酒精将玻璃条底面以及料板上表面擦拭干净，将晶棒放到料板上，让晶棒端面靠在X方向定位指针上，同时晶棒柱面靠在侧面定位基准上，这时，打开X光拉板，让X光照在晶棒端面上，将测角仪角度调整到20度50分。此时通过调整晶棒侧面的微调装置，来改变晶棒端面的角度，当微安表峰值为最大时，此时晶棒端面的角度就是我们想要的角度。保持该位置不动。将调好的胶均匀涂在料板上，然后将晶棒连同玻璃条重新放回到原来的位置。放置时，玻璃条与料板表面要充分接触，保证胶层厚度均匀。这时摇动压实装置上的手轮，让压实装置与晶棒接触，进一步保证玻璃条底面与料板上表面充分接触，保证了粘接效果。等胶凝固后，拉动滑板，使料板向后移动，腾出空间来粘接下一个晶棒，操作方法与粘接上一个晶棒相同，直到料板上粘满晶棒为止。

2.2注意事项在调节Y方向晶棒的过程中，注意不要调节幅度过大，可先转动测角仪的手轮，看晶棒的端面角度是向大偏还是向小偏，然后再调节。这样调节起来有一个参考，调节速度就快了。在X方向粘接晶棒的过程中，先不要盲目调整微调机构。可以转动测角仪手轮。看看晶棒的端面晶向大概向哪个方向偏，这样做的目的是有的放矢。避免盲目调整，浪费时间。另外，粘接前先根据料板的长度选择合适的晶棒，这样就避免了浪费料板长度或者晶棒长度过长粘接不上去的麻烦。

3结束语

该型设备在蓝宝石加工过程中起到了重要作用，切割出的晶片精度可以达到±3分以内。在没有该设备以前，对蓝宝石晶棒的端面晶向精度要求较高，因为在切割机中主要以蓝宝石晶棒的端面为定位基准，如果端面晶向精度不高，切出来的晶片质量也不会太好，就会造成浪费。该设备的出现有效的解决了这一问题，同时又提高了蓝宝石晶片的加工效率。

作者：高宇辉单位：丹东新东方晶体仪器有限公司