[發(fā)明專利]坩堝加熱設(shè)備及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310476481.9
• 申請(qǐng)日: 2013-10-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103557704A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?chǎng)蔚?/a>;李冠政
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市華星光電技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): F27B14/20
• 分類號(hào): F27B14/20;G05D23/30
• 代理公司: 北京聿宏知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯(lián)

1.一種坩堝加熱設(shè)備，包括坩堝、圍繞在所述坩堝外部的金屬筒、纏繞在所述金屬筒和所述坩堝之間的電熱絲、用于測(cè)量坩堝內(nèi)材料液位位置的測(cè)量單元以及控制器，其特征在于，所述電熱絲包括沿縱向方向設(shè)置的至少兩個(gè)分段，所述控制器分別控制各個(gè)分段的發(fā)熱功率，從而將所述坩堝分為至少兩個(gè)相應(yīng)的溫控區(qū)域。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱設(shè)備，其特征在于，所述電熱絲的線圈密度在縱向方向上平均分布。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱設(shè)備，其特征在于，在所述金屬筒的第一端部處布置有金屬覆蓋件，在所述金屬筒的第二端部處布置有金屬層或絕熱層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱設(shè)備，其特征在于，所述坩堝為圓桶狀，且所述坩堝的直徑小于10cm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱設(shè)備，其特征在于，所述測(cè)量單元包括位于所述坩堝下部的重力傳感器或西格納斯系統(tǒng)。

6.一種坩堝加熱方法，包括如下步驟：

步驟1：設(shè)置根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的坩堝加熱設(shè)備；

步驟2：將待蒸發(fā)的材料放入坩堝中；

步驟3：將所述電熱絲的不同分段分別設(shè)置成初始的發(fā)熱功率；

步驟4：蒸發(fā)所述材料并通過(guò)所述測(cè)量單元監(jiān)控所述坩堝中材料的液位位置；

步驟5：根據(jù)所述材料的液位位置調(diào)節(jié)所述電熱絲的不同分段的發(fā)熱功率，直至材料蒸發(fā)至所需的程度。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，對(duì)所述電熱絲設(shè)置十個(gè)以上的分段，每個(gè)分段所對(duì)應(yīng)的單個(gè)溫控區(qū)域內(nèi)的溫差控制在2℃以內(nèi)。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，通過(guò)西格納斯系統(tǒng)對(duì)蒸發(fā)行為進(jìn)行監(jiān)控，獲取液面下降10%所需的時(shí)間，在所述時(shí)間內(nèi)，使所有電熱絲的分段的發(fā)熱功率變化以適應(yīng)液位下降。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，根據(jù)當(dāng)前蒸發(fā)速率對(duì)部分電熱絲的分段的發(fā)熱功率進(jìn)行調(diào)整以保證蒸發(fā)速率的穩(wěn)定性。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在步驟5中進(jìn)行如下調(diào)節(jié)，以下百分比均為材料量與坩堝容積的體積百分比：

當(dāng)材料剩余量位于90%到100%的范圍之間時(shí)，坩堝70%點(diǎn)位以下升溫，坩堝底部升溫至材料熔點(diǎn)，70%點(diǎn)位處升溫至材料起蒸點(diǎn)，位于坩堝底部和70%點(diǎn)位處之間的位置的溫度由下至上依次升高，70%到100%的范圍之間的點(diǎn)位的溫控區(qū)域保持自下至上溫度依次升高的狀態(tài)且溫差不超過(guò)15℃；

當(dāng)材料剩余量位于X%到(X+10)%的范圍之間時(shí)，坩堝(X-20)%點(diǎn)位以下升溫，坩堝底部升溫至材料熔點(diǎn)，(X-20)%點(diǎn)位處升溫至材料起蒸點(diǎn)，位于坩堝底部和(X-20)%點(diǎn)位處之間的位置的溫度由下至上依次升高，(X-20)%到(X+10)%的范圍之間的點(diǎn)位的溫控區(qū)域保持自下至上溫度依次升高的狀態(tài)且溫差不超過(guò)15℃，(X+10)%點(diǎn)位以上的位置溫度與(X+10)%點(diǎn)位處溫度一致，其中X的取值分別為30、40、50、60、70和80；

當(dāng)材料剩余量位于10%到30%的范圍之間時(shí)，坩堝底部升溫至材料起蒸點(diǎn)，位于坩堝底部和30%點(diǎn)位處之間的溫控區(qū)域保持自下至上溫度依次升高的狀態(tài)且溫差不超過(guò)15℃，30%點(diǎn)位以上的位置溫度與30%點(diǎn)位處溫度一致。