一种利用金刚石线切割机微型化分割晶片的方法与流程

本发明是一种利用金刚石线切割机微型化分割晶片的方法，属于成型加工技术领域。

背景技术：

目前很多检测领域需要待测样品的尺寸要足够小。例如，利用x射线单晶衍射解析晶片结构，就需要晶片的尺寸一般不大于0.5mm，晶片的微型化分割成为必须要求。利用金刚石线切割机，通过选择不同直径是切割线，可对晶片样品进行精度达0.01mm的微型化分割。待分割的晶片样品通过石蜡或者其它凝固剂固定在树脂陶瓷或载玻片等载物台上，通过横、纵方向的切割，把目标样品划分为所需尺寸的微小晶片。但在实际操作过程中，当切割晶片的尺寸小于0.2×0.2mm时，受金刚石线的来回的切割运动和冷却水流冲刷作用的影响而发生脱落。脱落的样品会随水流或者金刚石线的运动而丢失，导致切割成品率低，切割效率低下。据报道，目前国外利用线切割机，每台机器每天可切割尺寸小于0.2×0.2mm晶片数量为100片，整体效率低下。

技术实现要素：

本发明正是针对上述现有技术存在的不足而设计提供了一种利用金刚石线切割机微型化分割晶片的方法，其目的是防止分割晶片过程中的丢失和提高生产效率，减少材料浪费。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

该种利用金刚石线切割机微型化分割晶片的方法，所述切割方法使用的切割设备是金刚石线切割机4，其特征在于：该切割方法的步骤如下：

步骤一、将待切晶片5固定在三轴联动平台1上，调整待切晶片5的晶向方向与金刚石切割线2的切割面平行；

步骤二、按一定间隔对待切晶片5进行切割并将其切透；

步骤三、将待切晶片5沿晶向方向旋转90°，并保持步骤二中的金刚石切割线切割面方位不变，按一定间隔对待切晶片5进行切割，但不切透，形成柱状的晶枝6；

步骤四、取下待切晶片5中的一片，用有机溶剂清洗干净后，将该梳状晶片7平放并固定在三轴联动平台1上，使金刚石切割线2的切割面与梳状晶片7的晶枝6的方向垂直；

步骤五、按一定间隔对梳状晶片7的晶枝6进行切割，但不切透，在每一根晶枝6加工出沟槽9；

步骤六、取下带沟槽9的梳状晶片7并用有机溶剂清洁后，在显微镜下对沟槽9处施加压力并于沟槽9处断裂，得到既定尺寸的小晶体8，完成微型化分割晶片。

进一步，步骤二中所述间隔是指最终得到的晶片的厚度尺寸。

进一步，步骤三、步骤五中所述间隔是最终得到的晶片的表面二维尺寸。

本发明方法的优点是：

1该方法能够实现精度达到0.01mm的微型化分割，依赖于在不同方向上对晶体进行切割；

2本发明方法通过对晶体进行梳状及沟槽状结构切割，防止了分割晶片过程中的丢失，大大提高制样效率，每天可成功制备尺寸小于0.2×0.2mm微型晶片200片以上，减少材料浪费，并可以达到随用随取的效果；

附图说明

图1是本发明方法中金刚石线切割机的结构示意图；

图2是本发明方法中待切割晶片5的结构示意图；

图3是本发明方法中步骤二完成的晶片切割效果示意图；

图4是本发明方法中步骤三完成的晶片切割效果示意图；

图5是本发明方法中的梳状晶片7结构示意图；

图6是本发明方法中步骤五对梳状晶片7进行切割的效果示意图；

图7是本发明方法中步骤五完成的以沟槽9分隔小晶体8的效果示意图。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述：

该种利用金刚石线切割机微型化分割晶片的方法中，所述切割方法使用的切割设备是金刚石线切割机4，主要包括三轴联动平台1、金刚石线2、冷却水管3、切割机主体4。

其特征在于：该切割方法的步骤如下：

步骤一、利用三维扫描仪对待切割的晶体进行扫描，获得晶体精确长、宽、高三维尺寸，利用单晶定向仪对待切割晶片定向分析，得到晶体晶面的方向信息，利用得到的晶向信息，将晶片5沿确定晶向利用有机粘合剂固定在树脂陶瓷载物平台上，调整待切晶片5的晶向方向与金刚石切割线2的切割面平行；

步骤二、按一定间隔对待切晶片5进行切割并将其切透；把待切割晶体分割为竖立平行的薄晶片；

步骤三、将待切晶片5沿晶向方向旋转90°，并保持步骤二中的金刚石切割线切割面方位不变，按一定间隔对待切晶片5进行切割，但不切透，形成柱状的晶枝6，切割完成后晶片呈“梳状”分布；

步骤四、取下待切晶片5中的一片，用有机溶剂清洗干净后，将该梳状晶片7平放并固定在三轴联动平台1上，使金刚石切割线2的切割面与“梳状”晶片7的晶枝6的方向垂直；

步骤五、根据步骤二中的切割间隔，设定对“梳齿”的切割深度小于上述间隔，按此间隔对梳状晶片7的晶枝6进行切割，但不切透，在每一根晶枝6加工出沟槽9；

步骤六、取下带沟槽9的梳状晶片7并用有机溶剂清洁后，置于20倍显微镜下。用半透明镜头纸覆盖于晶体之上，用解剖刀对“沟槽”9处施加压力，晶体于“沟槽”9处断裂，得到既定尺寸的小晶体8，即完成晶体微型化切割。

技术特征：

技术总结
本发明是一种利用金刚石线切割机微型化分割晶片的方法，该方法利用金刚石线切割机横纵切割进行微型化分割晶片，再将梳状晶片平放后，再次实施切割，使晶片呈沟槽状结构，借助外力于沟槽处使小晶体剥落，实现晶体微型化分割的目标。使用本方法利用金刚石线切割机每天可成功制备尺寸小于0.2×0.2mm微型晶片样品200片以上，且无样品丢失情况发生，能大大提高制样效率，减少材料浪费。

技术研发人员：李欣;刘德峰;张守超;梁晓波;黄漫国
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司北京长城航空测控技术研究所;天津城建大学;中航高科智能测控有限公司
技术研发日：2018.09.14
技术公布日：2019.01.11