一种抛光金刚石的夹紧夹具及金刚石抛光机

技术领域

本发明涉及夹具技术领域，尤其涉及一种抛光金刚石的夹紧夹具及金刚石抛光机。

背景技术

单晶金刚石衬底具有超宽禁带、高电子迁移率、高击穿场强及超强的散热性能等优势，被越来越多地应用在半导体领域，被誉为终极半导体材料。金刚石衬底的应用要求其具有纳米级的光滑表面，因此对金刚石衬底的抛光是其应用的前提。然而，目前单晶金刚石衬底的生长技术决定了其形状只能是表片状，且尺寸在毫米级，因此其抛光前的装夹是个首先需要解决的问题。

目前，传统的金刚石装夹大多采用胶水黏贴的方式实现，如CN207997223U、CN210081476U，该方法的缺陷在于：(1)胶水黏贴对操作人员熟练程度提出了较高的要求；(2)胶水黏贴后需要数小时等待胶水凝固；(3)胶水黏贴后无法对黏贴位置进行调整；(4)无法精准控制胶水厚度；(5)胶水黏贴后的拆卸较为繁琐，且需要用到含有剧毒的化学试剂。

发明内容

本发明提供了抛光金刚石的夹紧夹具及金刚石抛光机，其克服了背景技术中所存在的不足。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之一是：抛光金刚石的夹紧夹具，包括底座和能螺接在底座的旋盖；该底座上端面设有用于置放金刚石的置放位和环形结构的正多边形槽，该正多边形槽具有多个边槽，正多边形槽中心和置放位都位于螺接轴线上；该正多边形槽的每个边槽都配设有滑块，该滑块上下端面分别凸设有上凸起和下凸起，该滑块下凸起适配滑接在边槽；该旋盖设有对应置放位的贯穿孔和多个绕螺接轴线环形阵列布置的滑槽，该滑槽沿径向布置，该滑槽内设有能相对滑槽滑动的挡块及顶抵挡块的弹性体，该滑块上凸起适配滑接在滑槽内且挡块顶抵上凸起；通过旋盖螺接底座控制滑块夹紧位于置放位上的金刚石或释放夹紧。

一实施例之中：该滑块具有矩形区域和由矩形区域一侧凸伸的等边三角形且等边三角形具有第一斜边和第二斜边，上凸起和下凸起设于矩形区域中线位置，每相邻两滑块中一滑块的第一斜边靠接另一滑块的第二斜边且多个滑块围成能夹紧金刚石的正多边形间隙，通过旋盖螺接底座控制滑块滑动以控制正多边形间隙边长。

一实施例之中：该正多边形槽为正六边形槽。

一实施例之中：该正多边形槽的边槽数量和滑槽数量相等。

一实施例之中：该滑槽横截面呈T形且包括宽槽和窄槽，该挡块滑接在宽槽且弹性体顶抵在挡块和T形槽末端面间，该上凸起适配连接窄槽且挡块背离弹性体的端面顶抵上凸起。

一实施例之中：该下凸起呈方形凸台结构，该上凸起呈圆柱形凸台结构。

一实施例之中：该底座外周面设外螺纹，该旋盖包括旋板和由旋板周缘朝下延伸的下周壁，该下周壁设内螺纹，该下周壁螺接底座外周面，该旋板设有上述贯穿孔及滑槽。

一实施例之中：夹具由不锈钢制成。

一实施例之中：该贯穿孔为圆形孔且孔径大于正多边形间隙外接圆直径。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之二是：抛光金刚石的夹紧夹具，包括底座和能螺接在底座的旋盖；该底座上端面设有用于置放金刚石的置放位和环形结构的正多边形槽，该正多边形槽具有多个边槽，正多边形槽中心和置放位都位于螺接轴线上；该正多边形槽的每个边槽都配设有滑块，该滑块上下端面分别凸设有上凸起和下凸起，该滑块下凸起适配滑接在边槽；该旋盖设有对应置放位的贯穿孔和多个绕螺接轴线环形阵列布置的滑槽，该滑槽沿径向布置，该滑块上凸起适配滑接在滑槽内，每相邻两滑块顶抵配合且多个滑块围成能夹紧金刚石的正多边形间隙；至少有一滑槽内设有能相对滑槽滑动的挡块及顶抵挡块的弹性体，挡块顶抵滑块的上凸起，通过旋盖螺接底座控制滑块滑动以控制正多边形间隙边长。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之三是：金刚石抛光机，它包括所述的抛光金刚石的夹紧夹具。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

结合“滑块上凸起和旋盖滑槽的滑动配合”及“滑块下凸起和底座正多边形槽的滑动配合”，通过旋盖转动驱动滑块滑动以夹紧位于置放位上的金刚石或释放夹紧，其一，能夹紧薄片状金刚石，结构简单易操作，操作者不需要经验即可实现装夹，快速夹紧金刚石；其二，能夹紧不同尺寸的金刚石，能调节夹紧力；其三，通过多个滑槽的弹性体夹紧金刚石，各个方向夹紧力均匀，夹紧牢固稳定可靠，在可靠加持金刚石的基础上不会造成金刚石破裂。

滑块具有矩形区域和等边三角形，上凸起和下凸起设于矩形区域中线位置，每相邻两滑块中一滑块的第一斜边靠接另一滑块的第二斜边且多个滑块围成能夹紧金刚石的正多边形间隙，通过旋盖螺接底座控制滑块滑动以控制正多边形间隙边长，能牢固夹紧金刚石。

滑槽横截面呈T形且包括宽槽和窄槽，挡块滑接在宽槽，上凸起适配连接窄槽，结构简单，装配方便、牢固稳定。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1是具体实施方式的夹紧夹具的俯视示意图。

图2是图1的A-A剖面示意图。

图3是具体实施方式的底座的主视示意图。

图4是具体实施方式的底座的俯视示意图。

图5是具体实施方式的旋盖的俯视示意图。

图6是图5的B-B剖面示意图。

图7是具体实施方式的滑块的俯视示意图。

图8是具体实施方式的滑块的仰视示意图。

具体实施方式

请查阅图1至图8，抛光金刚石的夹紧夹具，包括底座1和能螺接在底座1的旋盖3；该底座1上端面设有用于置放大尺寸单晶金刚石4的置放位和环形结构的正多边形槽12，该正多边形槽12具有多个边槽，正多边形槽中心和置放位都位于螺接轴线上；该正多边形槽的12每个边槽都配设有滑块2，该滑块2上下端面分别凸设有上凸起22和下凸起21，该下凸起21呈方形凸台结构，该上凸起22呈圆柱形凸台结构，该滑块2下凸起21适配滑接在边槽；该旋盖3设有对应置放位的贯穿孔35和多个绕螺接轴线环形阵列布置的滑槽32，该滑槽32沿径向布置，该滑块2上凸起22适配滑接在滑槽32内，每相邻两滑块2侧边顶抵配合且多个滑块2围成能夹紧金刚石4的正多边形间隙，该贯穿孔35为圆形孔且孔径大于正多边形间隙外接圆直径；每一滑槽32内都设有能相对滑槽32滑动的挡块33及顶抵挡块33的弹性体34(图中为了便于观察，只在一个滑槽内绘出挡块33、弹性体34)，挡块33顶抵滑块2的上凸起22，具体如通过旋盖2正向旋转控制滑块2向内滑动以控制正多边形间隙边长缩小以夹紧金刚石4，反向旋转则控制滑块向外滑动以控制正多边形间隙边长扩大以松开夹紧；通过旋转调节旋盖3，带动滑块2在底座1边槽内运动，以控制正多边形间隙缩放，每个滑槽32内的弹性体34可提供夹紧力以通过滑块夹紧金刚石4。其中：该正多边形槽12为正六边形槽，该正多边形槽的边槽数量和滑槽数量相等，且正多边形间隙边长调节范围为5-15mm；夹具由不锈钢制成。

该滑块2具有矩形区域和由矩形区域一侧凸伸的等边三角形且等边三角形具有第一斜边和第二斜边，上凸起和下凸起设于矩形区域中线位置(滑块对称轴线)，每相邻两滑块2中一滑块的第一斜边靠接另一滑块的第二斜边。

该底座1外周面设外螺纹11且底座1上还固设能安装在抛光设备的压力控制装置上的细圆柱杆13；该旋盖3包括旋板和由旋板周缘朝下延伸的下周壁，该下周壁设内螺纹31，该下周壁螺接底座外周面，该旋板设有上述贯穿孔及滑槽。

该滑槽32横截面呈T形且包括宽槽和窄槽，该挡块33滑接在宽槽且弹性体顶抵在挡块和T形槽末端面间，该弹性体34包括两并列布置的弹簧，该上凸起22适配连接窄槽且挡块背离弹性体34的端面顶抵上凸起22。

该金刚石抛光机包括所述的抛光金刚石的夹紧夹具。该金刚石抛光机主机如选用美国Rtec生产的型号为MFT-V的球-盘摩擦磨损试验机。

例如用上述单晶金刚石夹具对7mm×7mm的正方形CVD单晶金刚石4进行装夹，装夹步骤包括：

1.首先顺时针旋转旋盖3，使正多边形间隙足够放置7mm×7mm单晶金刚石衬底；

2.将所要抛光的金刚石4放置于夹具中间，再顺时针旋转旋盖3，直至金刚石4在弹性体34外力作用下被夹紧；

3.完成金刚石装夹。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。