一種熱坩堝夾持器的製造方法
2023-06-14 07:12:11
一種熱坩堝夾持器的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種熱坩堝夾持器，包括罩設在坩堝開口的夾持套，夾持套的直徑大於坩堝開口處的直徑，夾持套位於坩堝以外的位置開設有若干插銷孔，插銷孔內插有插銷片，插銷片在坩堝外壁與夾持套之間過盈配合，插銷片的頂端通過連接片與夾持套固定安裝；夾持套的上表面對稱設置有若干吊起孔。本實用新型其結構簡單，安裝與拆卸方便，且實用性更強，解決目前生長中坩堝溫度較高時起吊坩堝時出現脫落事故。本實用新型發明專利解決了大尺寸藍寶石熱場坩堝起吊難題，它能輕鬆安全起吊100KG、150KG、200KG、300KG的坩堝。
【專利說明】一種熱坩堝夾持器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用於人工生長藍寶石單晶製程的一種工裝夾具，更具體地說，涉及一種熱坩堝夾持器。
【背景技術】
[0002]藍寶石單晶俗稱「白寶石」，是一種簡單本配位型氧化物晶體。藍寶石晶體具有優異的光學性能、機械性能和化學穩定性，強度高、硬度大、耐熱衝擊，可在接近2000°C高溫的惡劣條件下工作，因而被廣泛的應用於紅外軍事裝置，高強度雷射窗口材料。其獨特的晶格結構優異的力學性能，良好的熱學性能使藍寶石晶體成為實際應用的半導體GaN/A1203發光二極體(LED)，大規模集成電路Sol和SOS及超導納米結構薄膜等最為理想的襯底材料。
[0003]在利用頂部籽晶溫度梯度法一 TSTGT技術生長中，藍寶石生長是在單晶爐內完成，生長環境為高真空態，單晶爐是由爐體、機械傳動、提拉、真空系統、直流電源、熱場等組件組成，坩堝就是熱場最重要器件之一。生長方法如下:
[0004]將純度為5N的氧化鋁原料裝入鎢坩堝中，加熱熔化形成熔湯，然後下降籽晶使籽晶接觸液面，使溶液慢慢結晶，從而生長出一顆藍寶石單晶，根據不同級別晶體，它的生長周期將會不同，而且差異較大。例如，35Kg級藍寶石單晶生長周期7天、65Kg級藍寶石單晶生長周期13天，80Kg級藍寶石單晶生長周期16天，10Kg級藍寶石單晶生長周期18天。根據目前成本及工藝分析該產品降低成本的第一點，降低幅度最大，風險最低的方案就是縮短周期。
[0005]無論各種級別晶體，它的周期設計都少不了自冷流程。例如，10Kg級藍寶石單晶生長周期的設計如下流程:
[0006]裝爐(12h)—化料(16h)—下種(8h)—放肩(1h)—等徑(1h)—提脫(129h)—退火(4h)—自冷(146h)—取晶(72h)。
[0007]藍寶石生長完成後必須通過自冷流程後方可取晶操作，在取晶時為防止與杜絕安全事故，一般起吊晶體時選擇晶體與坩堝一起起吊。前面在介紹生長方法時有提到藍寶石生長的原理，可以簡單理解為一根直徑為# 15-20mm籽晶(A1203單晶方條)接觸溶化的液體時產生溫度差，通過降溫慢慢結晶生長的過程。同時，根據生長不同尺寸級別的晶體進行工藝的調節。正因為在直徑很細的晶種上生長大尺寸的藍寶石，在生長製程中因起吊晶體可能發生碰撞導致籽晶斷裂，晶體掉落開裂，同時可能發生生產事故及生產安生事故。故起吊時晶體放置在坩堝裡，起吊時起吊坩堝即可確保安全。但坩堝散熱較慢，按照工藝節點取晶，此時，坩堝溫度可達到100°C以上，用目前普遍採用的尼龍強加增加摩擦的橡皮墊起吊危險性較大，因為在溫度很高的情況下，尼龍帶及橡皮會軟化，起吊時容易滑落。若待坩堝溫度降至室溫時再起吊，則很大程度上影響生長周期，即影響周期I天。
實用新型內容
[0008]本實用新型的目的在於克服現有技術的不足，提供一種可用於大尺寸藍寶石晶體生長，能在熱坩堝狀態下完成起吊工作的熱坩堝夾持器。
[0009]本實用新型的技術方案如下:
[0010]一種熱坩堝夾持器，包括罩設在坩堝開口的夾持套，夾持套的直徑大於坩堝開口處的直徑，夾持套位於坩堝以外的位置開設有若干插銷孔，插銷孔內插有插銷片，插銷片在坩堝外壁與夾持套之間過盈配合，插銷片的頂端通過連接片與夾持套固定安裝；夾持套的上表面對稱設置有若干吊起孔。
[0011]作為優選，插銷片通過連接片與夾持套固定安裝，連接片一端與夾持套通過螺栓進行固定安裝，連接片另一端與插銷片進行連接。
[0012]作為優選，連接片一端開設有螺孔，用於安裝螺栓；連接片另一端開設有插銷固定孔，用於設置鑰絲，與插銷片連接。
[0013]作為優選，插銷片水平開設有鑰絲連接孔，夾持套與鑰絲連接孔對應的位置開設有鑰絲通孔，鑰絲通孔與鑰絲連接孔重合。
[0014]作為優選，插銷片為具有斜度的楔形結構，插銷片的厚度由上到下遞減。
[0015]作為優選，夾持套為頂部中心開設有觀察孔的圓筒套。
[0016]本實用新型的有益效果如下:
[0017]本實用新型所述的熱坩堝夾持器，不僅安裝方便，安全性好、強度高，而且在現有的「TSTGT」技術和其他KY法中，能在熱坩堝狀態下完成起吊工作，能輕鬆將處於熱狀態下的坩堝提前取出爐膛，然後將晶體取出坩堝保溫。起吊裝置不受任何因素的影響，使坩堝和爐膛保溫材料很快得到降溫，同時很大程度上給我們熱場清潔工作提供了足夠的時間，最終周期得到很大程度的壓縮。從而不影響其作業、生長周期，以及一定程度上縮短周期，最終降低生產成本。其結構簡單，安裝與拆卸方便，且實用性更強，解決目前生長中坩堝溫度較高時起吊坩堝時出現脫落事故。本實用新型發明專利解決了大尺寸藍寶石熱場坩堝起吊難題，它能輕鬆安全起吊100KG、150KG、200KG、300KG的坩堝。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型的剖視圖；
[0019]圖2是本實用新型的俯視圖；
[0020]圖中:10是夾持套，11是觀察孔,12是插銷孔,13是鑰絲通孔,14是吊起孔,20是連接片，21是螺孔，22是插銷固定孔，30是插銷片，31是鑰絲連接孔。
【具體實施方式】
[0021]以下結合附圖及實施例對本實用新型進行進一步的詳細說明。
[0022]如圖1、圖2所示的一種熱坩堝夾持器，包括罩設在坩堝開口的夾持套10，本實施例中，夾持套10為頂部中心開設有觀察孔11的U型圓筒套。夾持套10的直徑大於坩堝開口處的直徑，夾持套10位於坩堝以外的位置開設有若干插銷孔12，本實施例中，在夾持套10上等分設置有8個方形的插銷孔12。插銷孔12內插有插銷片30，本實施例中，插銷片30材質為純鑰，長為129mm、寬40mm、厚16mm,斜度為6-8°。
[0023]插銷片30在坩堝外壁與夾持套10之間過盈配合，插銷片30的頂端通過連接片20與夾持套10固定安裝；夾持套10的上表面對稱設置有若干吊起孔14，本實施例的吊起孔14直徑為12毫米，用於吊起熱坩堝。
[0024]為了更穩固地將本實用新型與坩堝進行夾持，插銷片30為具有斜度的楔形結構，插銷片30的厚度由上到下遞減。
[0025]為了提高本實用新型安裝的便利性，本實施例中，插銷片30通過連接片20與夾持套10固定安裝，本實施例中，連接片20為長方形鑰片，長100?200mm、寬20mm、厚0.5mm。連接片20 —端與夾持套10通過螺栓21進行固定安裝，連接片20另一端與插銷片30進行連接。連接片20 —端開設有螺孔21，用於安裝螺栓；連接片20另一端開設有插銷固定孔22，用於設置鑰絲，與插銷片30連接。插銷片30水平開設有鑰絲連接孔31，本實施例的鑰絲連接孔31直徑為3毫米，夾持套10與鑰絲連接孔31對應的位置開設有鑰絲通孔13，本實施例的的鑰絲通孔13直徑為5毫升，鑰絲通孔13與鑰絲連接孔31重合。
[0026]上述實施例僅是用來說明本實用新型，而並非用作對本實用新型的限定。只要是依據本實用新型的技術實質，對上述實施例進行變化、變型等都將落在本實用新型的權利要求的範圍內。
【權利要求】
1.一種熱坩堝夾持器，其特徵在於，包括罩設在坩堝開口的夾持套，夾持套的直徑大於坩堝開口處的直徑，夾持套位於坩堝以外的位置均勻開設有若干插銷孔，插銷孔內插有插銷片，插銷片在坩堝外壁與夾持套之間過盈配合，插銷片的頂端通過連接片與夾持套固定安裝；夾持套的上表面對稱設置有若干吊起孔。
2.根據權利要求1所述的熱坩堝夾持器，其特徵在於，插銷片通過連接片與夾持套固定安裝，連接片一端與夾持套通過螺栓進行固定安裝，連接片另一端與插銷片進行連接。
3.根據權利要求2所述的熱坩堝夾持器，其特徵在於，連接片一端開設有螺孔，用於安裝螺栓；連接片另一端開設有插銷固定孔，用於設置鑰絲，與插銷片連接。
4.根據權利要求3所述的熱坩堝夾持器，其特徵在於，插銷片水平開設有鑰絲連接孔，夾持套與鑰絲連接孔對應的位置開設有鑰絲通孔，鑰絲通孔與鑰絲連接孔重合。
5.根據權利要求1所述的熱坩堝夾持器，其特徵在於，插銷片為具有斜度的楔形結構，插銷片的厚度由上到下遞減。
6.根據權利要求1所述的熱坩堝夾持器，其特徵在於，夾持套為頂部中心開設有觀察孔的圓筒套。
【文檔編號】C30B15/00GK204080184SQ201420440711
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年8月6日 優先權日:2014年8月6日
【發明者】黃小衛, 李濤, 趙慧彬, 楊敏 申請人:福建鑫晶精密剛玉科技有限公司