[发明专利]一种场发射电子源发叉钨丝成型装置

说明书

技术领域

本发明涉及成型装置，具体涉及一种场发射电子源发叉钨丝成型装置。

背景技术

场发射电子显微镜作为人类探索微观世界的重要工具，以其独特的高分辨及分析性能，被广泛地应用于材料科学、生命科学、半导体工业以及地质、能源、医疗、制药等诸多领域，在人类科学研究和工业生产中发挥着巨大作用。

场发射电子源是场发射电镜的核心部件之一，电子枪性能的主要参数包括电子枪的发射电流密度、束流分布、束斑形状等。其性能直接影响着电子显微镜的分辨本领。

场发射电子源包括：带有两个电极的陶瓷座；焊接在陶瓷座的电极上的V型发叉钨丝；以及焊接在V型发叉钨丝的尖端的单晶钨丝，其中单晶钨丝的直径为0.1-0.2mm。将陶瓷座装入圆筒状的栅帽中，使单晶钨丝穿过栅帽顶端中心处直径为0.35-0.4mm的小孔，并且要求单晶钨丝位于栅帽孔的中心，偏心度小于10微米，从而构成场发射电子源发射体的基本单元。

在发射体的基本单元中，V型发叉钨丝的作用是电流加载和单晶钨丝支撑，其弯曲角度和V型叉长度的一致性是保证后续焊接和安装精度的关键环节。通常V型发叉钨丝成型的方法是将直钨丝放在软橡胶垫上，用刀片的刀口挤压钨丝使其弯曲一定的角度，然后测量其角度，保留下满足要求的V型发叉钨丝，这样做成功率很低，且一致性差，对操作人员要求很高。

发明内容

针对以上提出的现有技术的不足，提出本发明。

本发明的目的在于提出一种场发射电子源发叉钨丝成型装置。

本发明的场发射电子源发叉钨丝成型装置包括：刀片；底座；控制刀片向下挤压深度的刀片架组；包括一对间距可调的左固定托和右固定托的间距调节组；以及一对用于放置钨丝的钨丝定位片；其中，刀片安装在刀片架组上，刀片架组安装在底座上，间距调节组安装在底座上，并且刀片位于左固定托和右固定托的间距的正上方，一对钨丝定位片分别固定在左固定托和右固定托上。

刀片架组能够控制刀片向下压向钨丝的挤压深度，间距调节组能够控制右固定托和左固定托之间的狭缝的间距，通过调节刀片的挤压深度和一对固定托之间的狭缝的间距，可以精确的控制放置在钨丝定位片中的V型发叉钨丝的弯曲角度，并同时保证V型叉的长度相同。

刀片架组包括：在底座的左侧固定一个框型支架；在框型支架的两个框梁的右表面上安装一对垂直导轨和垂直滑块；在一对垂直滑块上固定倒U型刀片架；在倒U型刀片架的顶端固定调节钮固定架；在调节钮固定架上安装高度调节钮，高度调节钮位于框型支架的正上面。

在倒U型刀片架的上端固定刀片安装盒，在刀片安装盒内放置刀片，通过两个螺钉固定刀片。

高度调节钮控制调节钮固定架的下底面与固定框架的顶面之间的接触高度，当倒U型刀片架沿垂直导轨上下滑动时，下落高度即为调节钮固定架的下底面与固定框架的顶面之间的接触高度。通过调节高度调节钮，控制了刀片向下压钨丝的挤压深度。

间距调节组包括一对成镜像对称的左固定托和右固定托。左固定托的底部固定在底座上，而右固定托的底部安装在一个水平导轨上，水平导轨固定在底座上。在水平导轨的右端固定调节钮支架，在调节钮支架上安装间距调节钮。调节钮支架为内螺纹，间距调节钮为外螺纹，间距调节钮在调节钮支架内旋转，带动右固定托沿水平导轨左右移动，从而控制右固定托和左固定托之间的狭缝的间距。

间距调节钮的顶端和右固定托的右侧面通过旋转自由方式咬合：间距调节钮的顶端通过在右固定托的右侧面的孔进入右固定托并卡在右固定托里，这个孔的直径等于间距调节钮的直径，间距调节钮能够在这个孔中自由转动，并且带动右固定托在水平导轨上左右移动。通过间距调节钮可以带动右固定托在水平方向左右移动，调节对称的一对固定托之间的间距，间距大小与钨丝弯曲角度相关。

左固定托和右固定托相对的面各设置有凹槽，在凹槽中各放置一块橡胶垫块。两块相对的橡胶垫块构成狭缝，刀片架组向下降落时刀片正好落入此狭缝，刀片会挤压横卧在钨丝定位片的刻槽中的钨丝，使钨丝弯曲成型。由于橡胶垫块具有弹性，当刀片下落时可以缓冲刀片对钨丝的作用力，减小钨丝的损伤，提高钨丝的成品率。

在一对固定托的上表面分别固定一块钨丝定位片，在每个钨丝定位片相对的一侧开了多条长度和缝宽相同的刻槽，用于放置钨丝，从而实现多根钨丝一次同时成型。

本发明的有益效果：