CN115229317B - 多轴离子切割装样装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及抛光技术领域，尤其涉及一种多轴离子切割装样装置，旨在解决校准装样精度差、效率低的问题。本发明包括离子切割台，离子切割台包括样品托、离子束遮挡机构、第一旋转机构、竖直移动机构、第二旋转机构和水平移动机构；样品托用于承载样品；离子束遮挡机构包括离子束遮挡板，离子束遮挡板与样品托相对设置，第一旋转机构包括第一旋转台，样品托卡接于第一旋转台；第一旋转台的轴线水平设置，配置为绕自身轴线转动；竖直移动机构包括竖直移动滑块；第二旋转机构包括第二旋转台；水平移动机构包括水平移动滑块。本发明通过各旋转机构、移动机构的配合实现样品的角度和位置调整，各机构调整便捷、结构紧凑，极大提高了校准的效率和精度。

Description

多轴离子切割装样装置

技术领域

本发明涉及抛光技术领域，尤其涉及一种多轴离子切割装样装置。

背景技术

氩离子抛光***是一个用于样品的截面制备及平面抛光的表面处理设备，广泛地应用于材料、半导体器件、岩石和矿物表面分析测试前期的样品表面处理，为分析测试提供无异物介入、结构真实、表面平整的样品，平整的样品表面有利于观察、分析，从而提高表面分析测试的准确性及效率；其中，表面分析测试包括且不限于扫描电镜、电子探针、离子探针、EBSD等分析测试。离子抛光包括有离子束遮挡板的离子切割，切割时离子束遮挡板位于样品台承载面的前方，用于遮盖样品，使得样品被遮盖部分不被氩离子束切割。样品略高出离子束遮挡板的部分为样品的被切割部，样品的被切割部与氩离子相接触的表面为离子轰击面。氩离子束不断轰击样品的离子轰击面，使得位于离子轰击面的样品不断被移除，继而离子轰击面从样品的侧面不断陷入，直至样品的顶面形成平整的样品切割面。可见，准确的装样对离子的切割效果有很大影响。

现有技术中，通常先将样品底面用双面胶黏在样品托上，使样品的一个侧面与基准靠板贴齐，然后将样品托转移至三轴平移台上，通过三轴平移台调节样品的上下、前后及左右位置，使样品紧贴挡板并露出需要进行离子切割的部分。授权公告号为CN110605467B的专利提供的多轴离子切割装样装置提供了对样品的上下、左右位移以及角度旋转，但其中的推板直接与样品托接触，容易造成样品托位置变动。这种方法校准装样不够准确，校准效率较低，且调整过程中会接触样品托，导致样品位置变动，影响校准精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多轴离子切割装样装置，以解决校准装样精度差、效率低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案在于：

一种多轴离子切割装样装置，包括离子切割台，离子切割台包括样品托、离子束遮挡机构、第一旋转机构、竖直移动机构、第二旋转机构、水平移动机构和底座；离子束遮挡机构包括离子束遮挡板，离子束遮挡板与样品托相对设置，样品设置于样品托靠近离子束遮挡板一侧；第一旋转机构包括第一旋转台，样品托卡接于第一旋转台；第一旋转台绕第一轴线旋转，第一轴线水平；竖直移动机构包括竖直移动滑块，竖直移动滑块连接于第一旋转台，用于带动第一旋转台在竖直方向上移动；第二旋转机构包括第二旋转台，竖直移动滑块安装于第二旋转台并与第二旋转台滑动连接；第二旋转台绕第二轴线旋转，第二轴线竖直；水平移动机构包括水平移动滑块，第二旋转台安装于水平移动滑块；水平移动滑块用于带动第二旋转台在水平面内向靠近或远离离子束遮挡板的方向移动；离子束遮挡机构和水平移动滑块安装于底座。

进一步的，竖直移动机构还包括竖直旋转旋钮；竖直旋转旋钮与竖直移动滑块连接并抵接于第一旋转台，配置为推动第一旋转台绕自身轴线转动；水平移动机构还包括第二旋转旋钮；第二旋转旋钮与水平移动滑块连接并抵接于第二旋转台，配置为推动第二旋转台绕自身轴线转动。

进一步的，竖直移动机构还包括竖直旋转复位弹簧；竖直旋转复位弹簧与竖直移动滑块连接并抵接于第一旋转台，配置为推动第一旋转台绕自身轴线转动，转动方向与竖直旋转旋钮推动方向相反；水平移动机构还包括第二旋转复位弹簧；第二旋转复位弹簧与水平移动滑块连接并抵接于第二旋转台，配置为推动第二旋转台绕自身轴线转动，转动方向与第二旋转旋钮推动方向相反。

进一步的，竖直移动机构还包括竖直移动导轨和竖直移动复位弹簧；竖直移动滑块套装于竖直移动导轨并沿竖直移动导轨移动；竖直移动复位弹簧套装于竖直移动导轨，一端抵接于竖直移动滑块，另一端抵接于第二旋转台，配置为向竖直移动滑块施加推力；水平移动机构还包括水平移动导轨和水平移动复位弹簧；水平移动滑块套装于水平移动导轨并沿水平移动导轨移动；水平移动复位弹簧套装于水平移动导轨，一端抵接于底座，另一端抵接于水平移动滑块，配置为向水平移动滑块施加推力。

进一步的，竖直移动机构还包括竖直移动螺杆，竖直移动螺杆平行于竖直移动导轨并与竖直移动滑块螺接，竖直移动螺杆插装于第二旋转台；水平移动机构还包括水平移动螺杆，水平移动螺杆平行于水平移动导轨并与水平移动滑块抵接，配置为向水平移动滑块施加推力，推力方向与水平移动复位弹簧向水平移动滑块施加的推力相反。

进一步的，第一旋转机构还包括弹簧柱塞；弹簧柱塞插装于第一旋转台，弹簧柱塞与第一旋转台的轴线平行；弹簧柱塞配置为可插装于样品托。

进一步的，多轴离子切割装样装置，还包括翻转台；翻转台包括翻转板，底座安装于翻转板；翻转板配置为可带动离子切割台由水平状态摆动至竖直状态；竖直状态下，离子束遮挡板位于样品托上方。

进一步的，翻转台还包括位于翻转板两侧的两个转接件，转接件包括轴承座和旋转轴；旋转轴一端与翻转板连接，另一端插装于轴承座并与轴承座转动连接。

进一步的，翻转台还包括伸缩臂，伸缩臂位于两个转接件之间，且伸缩臂的伸缩端铰接于翻转板。

进一步的，底座上设置有第一凸台，翻转板上设置有第一卡槽；第一凸台卡接于第一卡槽。

综合上述技术方案，本发明所能实现的技术效果在于：

1、离子切割台通过第一旋转机构、竖直移动机构、第二旋转机构和水平移动机构对样品进行全方位的调整，可灵活快速的调整样品与离子束遮挡板的相对位置关系，保证样品的顶面与离子束遮挡板的顶面在水平面和竖直面内的投影相互平行，并确保样品在竖直平面内高出离子束遮挡板的尺寸合理，以保证切割面平整、切割量适当，提升了校准效率和校准精度。

2、离子切割台通过将样品托卡接在第一旋转台上，使第一旋转台受力并带动样品托完成角度和位置的调整，避免了直接向样品托施力，防止样品托因受力而发生变形或位置偏离，进一步保证了校准精度。尤其是在调整样品托到离子束遮挡板的水平距离和竖直方向的高度时，如果直接向样品托施加推力，更容易使样品托发生位置偏离，导致样品托与第一旋转台之间产生间隙，降低校准精度。同时，离子切割台集成化的设计缩短了各个移动机构的间距，降低了因结构长度、悬臂等因素导致的变形和误差，进一步提高了精度。

3、通过翻转台实现仅需一个显微镜即可观察竖直平面和水平平面内样品与离子束遮挡板的位置关系。将显微镜设定为向下观察，当离子切割台水平时，可观察样品与离子束遮挡板在水平面内的投影线是否平行、距离是否合适，并通过相应的第二旋转机构、水平移动机构进行调整；当离子切割台竖直设置时，则可观察样品与离子束遮挡板在竖直平面内的投影是否平行以及样品高出离子束遮挡板的尺寸是否适当，并通过相应的第一旋转机构、竖直移动机构进行调整。通过设置翻转台实现了一个显微镜对两个相互垂直的方向的观察，减少了显微镜的设置，降低了设备成本，同时可避免在更换方向时重新对焦，提高了校准效率。

4、离子切割台通过第一旋转机构、竖直移动机构、第二旋转机构和水平移动机构的集成式设计，结构紧凑，减小了空间占用，便于与翻转台配合，各个可动部件之间的连接更紧密，装置受到的振动等因素影响更小，有利于提升精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的多轴离子切割装样装置的结构示意图；

图2为离子切割台的结构示意图；

图3为底座结构示意图；

图4为第一旋转机构示意图；

图5为竖直移动机构和第二旋转机构示意图；

图6为水平移动机构示意图；

图7为离子束遮挡机构示意图；

图8为样品托结构示意图；

图9为翻转台的结构示意图；

图10为翻转台的另一结构示意图；

图11为转接件结构示意图;

图12为翻转板的剖视图。

图标：10-离子切割台；20-翻转台；100-样品托；110-T形凸起；120-定位孔；200-离子束遮挡机构；210-离子束遮挡板；220-遮挡板限位支架；300-第一旋转机构；310-第一旋转台；320-弹簧柱塞；311-T形凹槽；312-第一旋转复位凸起；313-第一旋转凸缘；400-竖直移动机构；410-竖直移动滑块；420-竖直旋转旋钮；430-竖直旋转复位弹簧；440-第一旋转固定板；450-竖直移动导轨；460-竖直移动复位弹簧；411-第一旋转滑槽；412-竖直移动旋钮安装孔；510-第二旋转台；511-第二旋转复位凸起；512-第二旋转凸缘；610-水平移动滑块；620-第二旋转旋钮；630-第二旋转复位弹簧；640-第二旋转固定板；650-水平移动导轨；660-水平移动复位弹簧；611-第二旋转滑槽；612-水平导轨连接凸起；700-底座；710-第一凸台；720-导轨支撑柱；730-限位压板；740-支撑立板；750-水平移动旋钮安装孔；21-翻转板；22-支撑架；23-伸缩臂；24-转接件；25-锁定螺母；26-锁定螺钉；21a-第一卡槽；21b-定位凸台；21c-避让凹槽；22a-水平限位板；22b-竖直限位板；22c-立柱；22d-底板；22e-横板；24a-轴承座；24b-旋转轴；24c-连接臂。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

现有的校准装样方法不够准确，使用时不便于观察样品与离子束遮挡板的相对位置关系，校准效率较低，且调整过程中会接触样品托，导致样品位置变动，影响校准精度。

有鉴于此，本发明提供了一种多轴离子切割装样装置，包括离子切割台10和翻转台20，离子切割台10包括样品托100、离子束遮挡机构200、第一旋转机构300、竖直移动机构400、第二旋转机构、水平移动机构、底座700，以改善观察效果，提高校准的精度和效率。

以下结合图1-图11对本实施例提供的多轴离子切割装样装置的结构和形状进行详细说明：

本实施例的可选方案中，离子束遮挡机构200包括离子束遮挡板210和遮挡板限位支架220。如图2、图7所示，离子束遮挡板210插装于遮挡板限位支架220且倾斜设置，且离子束遮挡板210的顶面水平设置，用以遮蔽离子束从而保护样品不需切割的部分。具体的，遮挡板限位支架220上开设燕尾槽，离子束遮挡板210插装于燕尾槽中，以保证离子束遮挡板210牢固的定位在遮挡板限位支架220上。

进一步的，离子束遮挡板210和遮挡板限位支架220通过沉头螺钉连接，防止离子束遮挡板210沿燕尾槽的长度方向移动。

本实施例的可选方案中，样品托100竖直设置，样品粘接在样品托100靠近离子束遮挡板210的一侧。

本实施例中，第一旋转机构300包括第一旋转台310和弹簧柱塞320。如图2、图4所示，第一旋转台310整体呈扇形，圆心处开设有轴孔，配置为绕轴孔的轴线转动，轴孔轴线水平设置，从而在竖直平面内带动样品摆动，调整样品与离子束遮挡板210在竖直平面内投影线的平行状态。弹簧柱塞320插装于第一旋转台310且弹簧柱塞320的轴线平行于轴孔的轴线。

为使样品托100锁定在第一旋转台310，第一旋转台310上开设有T形凹槽311，样品托100上相应的设置有T形凸起110，如图8所示，正常状态下，T形凹槽311竖直设置，使用时根据样品状态进行角度调整。T形凸起110插装于T形凹槽311以实现定位，同时样品托100上开设有定位孔120，弹簧柱塞320的端部插装于定位孔120，从而防止T形凸起110沿T形凹槽311移动。显而易见的，弹簧柱塞320的端部凸出T形凹槽311与T形凸起110的配合面。

本实施例中，竖直移动机构400包括竖直移动滑块410、竖直旋转旋钮420、竖直旋转复位弹簧430、第一旋转固定板440。如图2、图5所示，竖直移动滑块410上开设有半圆形凹槽，第一旋转台310设置于半圆形凹槽内，竖直移动滑块410带动第一旋转台310在竖直方向上移动。第一旋转台310的轴孔中插装有转轴，转轴同时插装于竖直移动滑块410。竖直移动滑块410上开设有第一旋转滑槽411，第一旋转滑槽411与半圆形凹槽同轴并与半圆形凹槽连通，相应的，如图4所示，第一旋转台310的外沿设置有第一旋转凸缘313，第一旋转凸缘313插装于第一旋转滑槽411，以对第一旋转台310的转动进行导向和限位，防止第一旋转台310发生晃动，保证调整精度。

进一步的，第一旋转固定板440与竖直移动滑块410连接，竖直旋转旋钮420安装于第一旋转固定板440，竖直旋转旋钮420的轴线竖直设置，竖直旋转旋钮420的一端抵接于第一旋转台310，从而通过调整竖直旋转旋钮420来推动第一旋转台310旋转。具体的，竖直旋转旋钮420与第一旋转固定板440螺纹连接。

竖直移动滑块410上开设有竖直旋转复位凹槽，竖直旋转复位凹槽内设置有竖直旋转复位弹簧430，相应的，第一旋转台310上设置有第一旋转复位凸起312。竖直旋转复位弹簧430的轴线与竖直旋转旋钮420的轴线平行，竖直旋转复位弹簧430一端抵接于竖直移动滑块410，另一端抵接于第一旋转复位凸起312，从而使竖直旋转复位弹簧430向第一旋转台310施加与竖直旋转旋钮420相反的推力。

当调整竖直旋转旋钮420，使竖直旋转旋钮420推动第一旋转台310绕自身轴线转动时，竖直旋转复位弹簧430受压，提供相反的推力，使第一旋转台310位置稳定，避免晃动并减小零件之间的间隙，提高校准精度。当需要反向旋转时，反向调整竖直旋转旋钮420，第一旋转台310在竖直旋转复位弹簧430的推力下反向旋转并保持与竖直旋转旋钮420的抵接。

本实施例中，第二旋转机构包括第二旋转台510，第二旋转台510整体呈扇形，圆心处开设有轴孔，配置为绕轴孔的轴线转动，轴孔轴线竖直设置，从而在水平平面内带动样品摆动，调整样品与离子束遮挡板210在水平平面内投影线的平行状态，如图5所示。

竖直移动机构400还包括竖直移动导轨450和竖直移动复位弹簧460，如图5所示。具体的，竖直移动导轨450竖直插装于竖直移动滑块410和第二旋转台510；竖直移动复位弹簧460套装于竖直移动导轨450，上端抵接于竖直移动滑块410，下端抵接于第二旋转台510，具体而言，竖直移动滑块410上开设有竖直导轨孔，竖直导轨孔为阶梯孔，下部孔径大于上部孔径，阶梯孔上部与竖直移动导轨450接触，下部用于安装竖直移动复位弹簧460，从而保证竖直移动导轨450和竖直移动复位弹簧460运动稳定，弹簧的推力可保持相应的接触面紧密贴合，减小间隙，保证精度。进一步的，竖直移动滑块410上开设有竖直移动旋钮安装孔412，竖直移动旋钮安装孔412为螺纹孔且竖直设置，用于安装竖直移动螺杆，竖直移动螺杆下端为光杆并插装于第二旋转台510，进而通过旋转竖直移动螺杆带动竖直移动滑块410沿竖直移动导轨450在竖直方向移动，实现对样品高度的调节，以保证样品在竖直方向上凸出离子束遮挡板210的尺寸。

本实施例的可选方案中，水平移动机构包括水平移动滑块610、第二旋转旋钮620、第二旋转复位弹簧630和第二旋转固定板640。

如图2、图6所示，水平移动滑块610上开设有半圆形凹槽，第二旋转台510和竖直移动滑块410设置于半圆形凹槽内，水平移动滑块610带动第二旋转台510和竖直移动滑块410在水平方向上移动。第二旋转台510的轴孔中插装有转轴，转轴同时插装于水平移动滑块610。水平移动滑块610上开设有第二旋转滑槽611，第二旋转滑槽611与半圆形凹槽同轴并与半圆形凹槽连通，相应的，如图5所示，第二旋转台510的外沿设置有第二旋转凸缘512，第二旋转凸缘512插装于第二旋转滑槽611，以对第二旋转台510的转动进行导向和限位，防止第二旋转台510发生晃动。

进一步的，第二旋转固定板640与水平移动滑块610连接，第二旋转旋钮620安装于第二旋转固定板640，第二旋转旋钮620的轴线水平设置，第二旋转旋钮620的一端抵接于第二旋转台510，从而通过调整第二旋转旋钮620来推动第二旋转台510旋转。具体的，第二旋转旋钮620与第二旋转固定板640螺纹连接。

水平移动滑块610上开设有水平旋转复位凹槽，水平旋转复位凹槽设置有第二旋转复位弹簧630，相应的，第二旋转台510上设置有第二旋转复位凸起511。第二旋转复位弹簧630的轴线与第二旋转旋钮620的轴线平行，第二旋转复位弹簧630一端抵接于水平移动滑块610，另一端抵接于第二旋转复位凸起511，从而使第二旋转复位弹簧630向第二旋转台510施加与第二旋转旋钮620相反的推力。

当调整第二旋转旋钮620，使第二旋转旋钮620推动第二旋转台510绕自身轴线转动时，第二旋转复位弹簧630受压，提供相反的推力，使第二旋转台510位置稳定，避免晃动并减小零件之间的间隙，提高调整精度。当需要反向旋转时，反向调整第二旋转旋钮620，第二旋转台510在第二旋转复位弹簧630的推力下反向旋转并保持与第二旋转旋钮620的抵接。

本实施例中，遮挡板限位支架220和水平移动滑块610均安装于底座700。遮挡板限位支架220的下侧开设有开口向下的凹槽，底座700上设置有相应的凸起，通过凹槽和凸起的配合实现遮挡板限位支架220与底座700的限位，两者之间通过螺栓进行固定，以保证位置锁定。

本实施例中，水平移动机构还包括水平移动导轨650和水平移动复位弹簧660，如图2、图3所示。具体的，水平移动导轨650水平插装于水平移动滑块610；水平移动导轨650的两端安装于底座700。水平移动复位弹簧660套装于水平移动导轨650，一端抵接于水平移动滑块610，另一端抵接于底座700。具体而言，水平移动滑块610上设置有水平导轨连接凸起612，水平导轨连接凸起612开设有通孔，水平移动导轨650插装于通孔。水平移动复位弹簧660则抵接于水平导轨连接凸起612，以保持水平移动滑块610位置的稳定。进一步的，底座700上开设有水平移动旋钮安装孔750，水平移动旋钮安装孔750为螺纹孔且水平设置，用于安装水平移动螺杆，水平移动螺杆一端抵接于水平移动滑块610，进而通过旋转水平移动螺杆向水平移动滑块610施加推力，使水平移动滑块610向离子束遮挡机构200靠近，水平移动复位弹簧660则提供相反的推力以避免晃动并减小零件之间的间隙，保证运行稳定并提高调整精度。同时，当需要反向移动时，反向旋转水平移动螺杆，水平移动螺杆远离水平移动滑块610，水平移动滑块610在水平移动复位弹簧660的推力作用下向远离离子束遮挡机构200的方向移动并抵接在水平移动螺杆，从而使实现对样品与离子束遮挡板210之间水平距离的调节。显而易见的，水平移动螺杆也可插装于水平移动滑块610并与水平移动滑块610螺纹连接，水平移动螺杆安装于底座700，通过转动水平移动螺杆直接带动水平移动滑块610移动。

底座700还包括导轨支撑柱720、限位压板730和支撑立板740；如图3所示，导轨支撑柱720和支撑立板740竖直设置，水平移动导轨650的两端分别插装于导轨支撑柱720和支撑立板740，水平移动复位弹簧660一端抵接于导轨支撑柱720，另一端抵接于水平导轨连接凸起612。限位压板730连接于导轨支撑柱720和支撑立板740的上端，其下表面与水平移动滑块610的上表面接触，对水平移动滑块610进行限位，保证其位置度。

本实施例的可选方案中，翻转台20包括翻转板21、支撑架22、伸缩臂23和转接件24。

本实施例中，如图1、图2、图9、图10所示，翻转板21与底座700连接，底座700的下端设置有第一凸台710，翻转板21上设置有相应的第一卡槽21a，第一凸台710卡接于第一卡槽21a实现定位，并通过螺栓依次插装于翻转板21和底座700实现连接，第一卡槽21a处开设有通孔，第一凸台710处设置有相应的螺纹孔，且螺纹孔位于第一凸台710的中心，螺纹孔的轴线经过离子束遮挡板210的顶面靠近样品托100的侧边的中点。具体的，第一卡槽21a设置为U形槽，第一凸台710为相应的U形凸台，从而实现定位，防止翻转板21与底座700发生相对转动，从而通过翻转板21的翻转可带动底座700及其上各个机构翻转。

进一步的，翻转板21上还设置有定位凸台21b，定位凸台21b抵接于底座700的侧面，与第一卡槽21a共同作用，将底座700可靠的固定在翻转板21上。

本实施例的可选方案中，翻转板21可在水平状态和竖直状态间切换，进而带动离子切割台10在水平状态和竖直状态间切换。竖直状态下，离子束遮挡板210位于样品托100上方，以保证从上向下观察时，不会遮挡离子束遮挡板210，保证观察效果。

伸缩臂23一端铰接于支撑架22，另一端铰接于翻转板21，通过伸缩臂23的伸缩实现翻转板21的摆动。

支撑架22包括水平限位板22a、竖直限位板22b、立柱22c、底板22d和横板22e。如图9所示，两个立柱22c竖直安装于底板22d且相互平行，两个横板22e分别与两个立柱22c连接；竖直限位板22b连接于两个横板22e的端部，翻转板21竖直状态时，竖直限位板22b抵接于翻转板21，以保证翻转板21处于竖直状态；两个水平限位板22a分别连接于两个横板22e，翻转板21水平状态时，水平限位板22a的下表面抵接于翻转板21的上表面，保证水平状态，如图10所示。

转接件24包括轴承座24a、旋转轴24b和连接臂24c，如图11所示。连接臂24c的下端与翻转板21连接并通过螺钉紧固，旋转轴24b插装于连接臂24c的上端；轴承座24a套装于旋转轴24b并与旋转轴24b转动连接，轴承座24a和旋转轴24b之间设置有轴承。轴承座24a背离连接臂24c的一端与立柱22c连接。具体而言，如图9所示，翻转板21与支撑架22通过转接件24连接，并通过轴承座24a与旋转轴24b的转动连接实现翻转板21的转动。

为避免翻转过前后观察面发生变化，导致显微镜重新对焦，在翻转板21水平状态下，离子束遮挡板210的顶面与旋转轴24b的轴线在同一水平平面内；在翻转板21竖直状态下，离子束遮挡板210的顶面与旋转轴24b的轴线在同一竖直平面内，从而在两个状态下观察离子束遮挡板210的顶面的位置不变，无需重新对焦，提高了校准效率。即离子束遮挡板210的顶面靠近样品托100的边线与旋转轴24b同轴，旋转轴24b的轴线即翻转板21的摆动轴线，显微镜在翻转板21水平状态和竖直状态下均聚焦于旋转轴24b的轴线。即翻转板21的摆动轴线与离子束遮挡板210的顶面靠近样品的侧边共线。

为便于翻转板21与底座700的可拆卸连接，翻转台20还包括锁定螺母25和锁定螺钉26，如图12所示。锁定螺钉26包括螺帽、光杆和螺纹杆，光杆两端分别与螺帽和螺纹杆连接，光杆的直径大于螺纹杆的直径并小于螺帽的直径。相应的，翻转板21上开设有避让凹槽21c，避让凹槽21c的上端与第一卡槽21a的底部连通，下端连接有圆形通孔。螺纹杆插装于避让凹槽21c内，光杆插装于圆形通孔，螺帽的直径大于圆形通孔，锁定螺母25设置于避让凹槽21c内并与螺纹杆螺纹连接，同时锁定螺母25抵接于光杆的端面。具体而言，螺纹杆的长度小于避让凹槽21c的深度，同时螺纹杆的长度大于光杆减去圆形通孔的长度。如图12所示，为翻转板21与底座700拆分状态下锁定螺钉26的状态，此时螺纹杆不凸出第一卡槽21a的底部，即螺纹杆全部位于避让凹槽21c内，锁定螺母25使锁定螺钉26不与翻转板21脱离；当连接翻转板21与底座700时，由于螺纹杆的长度小于避让凹槽21c的深度，第一凸台710和第一卡槽21a可直接卡接，不会被螺纹杆干涉，随后旋转锁定螺钉26以锁定翻转板21与底座700，此时由于螺纹杆的长度大于光杆减去圆形通孔的长度，可保证螺帽抵接于翻转板21，从而防止锁定螺钉26松动。简而言之，通过将锁定螺钉26设置在翻转板21上，防止锁定螺钉26丢失，便于进行翻转板21与底座700的连接，并通过相应的长度设置，防止在安装时发生干涉并保证锁紧效果。

本实施例提供的多轴离子切割装样装置的工作过程如下：

在多轴离子切割装样装置的上方设置显微镜用于观察，将样品托100上粘接样品，随后将样品托100卡接入第一旋转台310。

样品和离子束遮挡板210的顶面指在翻转板21处于水平状态时各自的上端面。

当翻转板21处于水平状态时，如图1、图10所示，观察样品与离子束遮挡板210在水平平面内的投影，确认两者顶面的投影线否平行、间距是否合适。

首先调整平行状态，当需要调整时，转动第二旋转旋钮620推动第二旋转台510转动，从而带动竖直移动滑块410和第一旋转台310同时在水平平面内转动，最终带动样品转动，直至样品与离子束遮挡板210的顶面在水平平面内的投影线平行。

调整平行后，旋转水平移动螺杆，带动水平移动滑块610沿水平移动导轨650移动，从而带动第二旋转台510、竖直移动滑块410和第一旋转台310移动，调整样品与离子束遮挡板210的顶面在水平平面内的投影线的距离。

然后收缩伸缩臂23使伸缩臂23带动翻转板21向下摆动，随后再使伸缩臂23伸出，推动翻转板21继续摆动直至抵接在竖直限位板22b。此时离子束遮挡板210位于样品上方。

随后继续通过显微镜观察样品与离子束遮挡板210在水平平面内的投影，确认两者的投影线否平行、间距是否合适。即通过整体90度的摆动来观察翻转板21在水平状态时样品与离子束遮挡板210在竖直平面内的投影，无需在水平方向上多设置一个显微镜用于观察。

首先调整平行状态，当需要调整时，转动竖直旋转旋钮420推动第一旋转台310转动，从而带动样品在当前水平平面内转动，直至样品的顶面与离子束遮挡板210的顶面在当前水平平面内的投影线平行。

调整平行后，旋转竖直移动螺杆，调整竖直移动滑块410的位置，进而带动第一旋转台310移动，整样品与离子束遮挡板210的顶面在水平平面内的投影线的距离，以保证适当的切割量。

本发明通过第一旋转机构300、竖直移动机构400、第二旋转机构和水平移动机构对样品进行全方位的调整，可灵活快速的调整样品与离子束遮挡板210的相对位置关系，保证样品的顶面与离子束遮挡板210的顶面在水平面和竖直面内的投影相互平行，并确保样品在竖直平面内高出离子束遮挡板210的尺寸合理，以保证切割面平整、切割量适当，提升了校准效率和校准精度。

本发明通过将样品托100卡接在第一旋转台310上，使第一旋转台310受力并带动样品托100完成角度和位置的调整，避免了直接向样品托100施力，防止样品托100因受力而发生变形或位置偏离，进一步保证了校准精度。尤其是在调整样品托100到离子束遮挡板210的水平距离和竖直方向的高度时，如果直接向样品托100施加推力，更容易使样品托100发生位置偏离，导致样品托100与第一旋转台310之间产生间隙，降低校准精度。同时，离子切割台10集成化的设计缩短了各个移动机构的间距，降低了因结构长度、悬臂等因素导致的变形和误差，进一步提高了精度。

本发明通过翻转台20实现仅需一个显微镜即可观察竖直平面和水平平面内样品与离子束遮挡板210的位置关系。将显微镜设定为向下观察，当翻转板21水平时，可观察样品与离子束遮挡板210在水平面内的投影线是否平行、距离是否合适，并通过相应的第二旋转机构、水平移动机构进行调整；当翻转板21竖直设置时，则可观察样品与离子束遮挡板210在竖直平面内的投影是否平行以及样品高出离子束遮挡板210的尺寸是否适当，并通过相应的第一旋转机构300、竖直移动机构400进行调整。通过设置翻转台20实现了一个显微镜对两个相互垂直的方向的观察，减少了显微镜的设置，降低了设备成本，同时可避免在更换方向时重新对焦，提高了校准效率。

本发明的离子切割台10通过第一旋转机构300、竖直移动机构400、第二旋转机构和水平移动机构的集成式设计，结构紧凑，减小了空间占用，便于与翻转台20配合，各个可动部件之间的连接更紧密，装置受到的振动等因素影响更小，有利于提升精度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种多轴离子切割装样装置，其特征在于，包括离子切割台（10）和翻转台（20），所述离子切割台（10）包括样品托（100）、离子束遮挡机构（200）、第一旋转机构（300）、竖直移动机构（400）、第二旋转机构、水平移动机构和底座（700）；

所述离子束遮挡机构（200）包括离子束遮挡板（210），所述离子束遮挡板（210）与所述样品托（100）相对设置，所述样品设置于所述样品托（100）靠近所述离子束遮挡板（210）一侧；

所述第一旋转机构（300）包括第一旋转台（310），所述样品托（100）卡接于所述第一旋转台（310）；所述第一旋转台（310）绕第一轴线旋转，所述第一轴线水平；

所述竖直移动机构（400）包括竖直移动滑块（410），所述竖直移动滑块（410）连接于所述第一旋转台（310），用于带动所述第一旋转台（310）在竖直方向上移动；

所述第二旋转机构包括第二旋转台（510），所述竖直移动滑块（410）安装于所述第二旋转台（510）并与所述第二旋转台（510）滑动连接；所述第二旋转台（510）绕第二轴线旋转，所述第二轴线竖直；

所述水平移动机构包括水平移动滑块（610），所述第二旋转台（510）安装于所述水平移动滑块（610）；所述水平移动滑块（610）用于带动所述第二旋转台（510）在水平面内向靠近或远离所述离子束遮挡板（210）的方向移动；

所述离子束遮挡机构（200）和所述水平移动滑块（610）安装于所述底座（700）；

所述翻转台（20）包括翻转板（21），所述底座（700）安装于所述翻转板（21）；

所述翻转板（21）配置为可带动所述离子切割台（10）由水平状态摆动至竖直状态；

竖直状态下，所述离子束遮挡板（210）位于所述样品托（100）上方；

翻转板（21）的摆动轴线与离子束遮挡板（210）的顶面靠近样品的侧边共线。

2.根据权利要求1所述的多轴离子切割装样装置，其特征在于，所述竖直移动机构（400）还包括竖直旋转旋钮（420）；

所述竖直旋转旋钮（420）与所述竖直移动滑块（410）连接并抵接于所述第一旋转台（310），配置为推动所述第一旋转台（310）绕所述第一轴线转动；

所述水平移动机构还包括第二旋转旋钮（620）；

所述第二旋转旋钮（620）与所述水平移动滑块（610）连接并抵接于所述第二旋转台（510），配置为推动所述第二旋转台（510）绕所述第二轴线转动。

3.根据权利要求2所述的多轴离子切割装样装置，其特征在于，所述竖直移动机构（400）还包括竖直旋转复位弹簧（430）；

所述竖直旋转复位弹簧（430）与所述竖直移动滑块（410）连接并抵接于所述第一旋转台（310），配置为推动所述第一旋转台（310）绕所述第一轴线转动，转动方向与所述竖直旋转旋钮（420）推动方向相反；

所述水平移动机构还包括第二旋转复位弹簧（630）；

所述第二旋转复位弹簧（630）与所述水平移动滑块（610）连接并抵接于所述第二旋转台（510），配置为推动所述第二旋转台（510）绕所述第二轴线转动，转动方向与所述第二旋转旋钮（620）推动方向相反。

4.根据权利要求3所述的多轴离子切割装样装置，其特征在于，所述竖直移动机构（400）还包括竖直移动导轨（450）和竖直移动复位弹簧（460）；

所述竖直移动滑块（410）套装于所述竖直移动导轨（450）并沿所述竖直移动导轨（450）移动；

所述竖直移动复位弹簧（460）套装于所述竖直移动导轨（450），一端抵接于所述竖直移动滑块（410），另一端抵接于所述第二旋转台（510），配置为向所述竖直移动滑块（410）施加推力；

所述水平移动机构还包括水平移动导轨（650）和水平移动复位弹簧（660）；

所述水平移动滑块（610）套装于所述水平移动导轨（650）并沿所述水平移动导轨（650）移动；

所述水平移动复位弹簧（660）套装于所述水平移动导轨（650），一端抵接于所述底座（700），另一端抵接于所述水平移动滑块（610），配置为向所述水平移动滑块（610）施加推力。

5.根据权利要求4所述的多轴离子切割装样装置，其特征在于，所述竖直移动机构（400）还包括竖直移动螺杆，所述竖直移动螺杆平行于所述竖直移动导轨（450）并与所述竖直移动滑块（410）螺接，所述竖直移动螺杆插装于所述第二旋转台（510）；

所述水平移动机构还包括水平移动螺杆，所述水平移动螺杆平行于所述水平移动导轨（650）并与所述水平移动滑块（610）抵接，配置为向所述水平移动滑块（610）施加推力，推力方向与所述水平移动复位弹簧（660）向所述水平移动滑块（610）施加的推力相反。

6.根据权利要求5所述的多轴离子切割装样装置，其特征在于，所述第一旋转机构（300）还包括弹簧柱塞（320）；

所述弹簧柱塞（320）插装于所述第一旋转台（310），所述弹簧柱塞（320）的轴线与所述第一轴线平行；

所述弹簧柱塞（320）配置为可插装于所述样品托（100）。

7.根据权利要求6所述的多轴离子切割装样装置，其特征在于，所述翻转台（20）还包括位于所述翻转板（21）两侧的两个转接件（24），所述转接件（24）包括轴承座（24a）、旋转轴（24b）和连接臂（24c）；

所述连接臂（24c）与所述翻转板（21）连接；

所述旋转轴（24b）一端与所述连接臂（24c）连接，另一端插装于所述轴承座（24a）并与所述轴承座（24a）转动连接；

所述翻转板（21）绕所述旋转轴（24b）的轴线转动。

8.根据权利要求7所述的多轴离子切割装样装置，其特征在于，所述翻转台（20）还包括伸缩臂（23），所述伸缩臂（23）位于两个所述转接件（24）之间，且所述伸缩臂（23）的伸缩端铰接于所述翻转板（21）。

9.根据权利要求8所述的多轴离子切割装样装置，其特征在于，所述底座（700）上设置有第一凸台（710），所述翻转板（21）上设置有第一卡槽（21a）；

所述第一凸台（710）卡接于所述第一卡槽（21a）。

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