[實用新型]一種長晶治具

有效

• 申請號: 201921744520.8
• 申請日: 2019-10-17
• 公開（公告）號: CN210711825U
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 余劍云;楊勝裕;陳建明;林仲和;劉藝霖
• 申請（專利權）人: 福建晶安光電有限公司
• 主分類號: C30B17/00
• 分類號: C30B17/00;C30B29/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種長晶治具，用于熔體籽晶法單晶生長爐中固定籽晶，長晶治具包括用作冷卻的籽晶桿、固定籽晶桿的夾套以及夾持籽晶的籽晶夾具；籽晶桿和夾具具有相對應的螺紋，夾套承接籽晶夾具和籽晶桿，夾套與籽晶桿包括螺紋連接和卡扣連接，用以提高工業化生產中治具的可靠性，避免長晶過程中，夾套和籽晶桿脫離造成的損失。

技術領域

本實用新型涉及熔體籽晶法單晶生長爐設備領域，尤其涉及一種泡生法生長藍寶石防止籽晶夾具脫扣結構。

背景技術

泡生法是世界上公認的最適合生長大尺寸藍寶石單晶的主流方法之一，將純度為99.999%的高純氧化鋁原料放置在坩堝中加熱至融化，調節爐溫使坩堝內熔體上表面中心溫度接近2050℃，下降籽晶桿，使籽晶桿接觸熔體表面，在籽晶桿內冷卻水的作用下，籽晶端部的熔體以籽晶為核心在軸向向下生長的同時在徑向向四周生長，此過程稱為引晶，通過引晶-擴肩-等徑生長-收尾完成藍寶石晶體的生長，引晶階段十分重要，關系整個晶體的生長以及質量。

籽晶與籽晶桿之間通過籽晶夾套螺紋連接，現階段籽晶桿隨著使用周期變長螺紋會逐漸磨損，籽晶夾套與籽晶桿螺紋連接不緊密，且在引晶過程中籽晶桿需要逆時針旋轉保證引晶的形狀及質量，這會加快籽晶夾套與籽晶桿螺紋的脫扣，若籽晶夾具掉入坩堝內的氧化鋁熔體中，不僅造成長晶停止，而且使得整個坩堝內的原料被污染。上述方法不僅造成能源的損耗，物料的報廢，還會浪費寶貴的時間，影響生產的連續性，大大增加了生產成本。

實用新型內容

本實用新型提供了上述問題的解決方法，即提供了一種長晶治具，用于熔體籽晶法單晶生長爐中固定籽晶，長晶治具包括用作冷卻的籽晶桿、固定籽晶桿的夾套以及夾持籽晶的籽晶夾具。

籽晶桿為不銹鋼和銅質材料制作的管路，不銹鋼部分桿內設置冷卻水回路，不銹鋼一方面具有一點的韌性不易折斷，另一方面又不至于材質太軟，在旋轉過程中搖晃降低長晶質量，銅質部分桿可部分或全部設置為實心桿，銅質材料導熱能力優于不銹鋼部分，作為熱量傳接頭具有更好的冷卻能力，有利于將熱量傳導到冷卻水管路，銅質部分桿表面具有螺紋。

與之相匹配的，長晶治具還包括具有螺紋的夾套，夾套承接籽晶夾具和籽晶桿，為了避免在引晶旋轉過程中，夾套與籽晶桿脫落，將夾套的截面設計成具有開口、側壁和底部的U形，開口預留為與籽晶桿螺紋連接，側壁內部具有與籽晶桿匹配的螺紋，側壁可以設計成與籽晶桿平行或者不平行，側壁內部設有多對通孔或者槽體，用于放置頂針，頂針穿過夾套的通孔或者槽體卡在籽晶桿的螺紋與螺紋之間，頂針可以是相對設置，也可以是三角設置等，頂針之間可以通過第一套索固定，有效阻止籽晶桿和夾具相對之間的上下移動，夾套底部具有孔洞。

籽晶夾具從夾套底部孔洞穿過的一端，具有內陷的凹槽，通過半圓環卡入凹槽內，半圓環為軟質材料，既起到緩沖作用，又限定籽晶夾具相對夾套移動。籽晶夾具的另一端為籽晶夾持部，為了更好固定籽晶，籽晶夾持部具有工字型空間用于容納固定籽晶。

根據本實用新型，優選的，頂針材料為耐高溫的鉬，鉬相比鎢錸成本更低。

根據本實用新型，優選的，為了進一步穩固該長晶治具，可以在治具上設置第二套索，第二套索連接捆綁籽晶桿和夾具。

根據本實用新型，優選的，第二套索的材料可以為鎢錸線，具有較強的耐高溫特性。

根據本實用新型，優選的，頂針的直徑是變化的，靠近籽晶桿的一側具有相對較小的直徑。

本實用新型的有益效果包括上述實用新型內容所描述的作用，提升了長晶過程中治具的可靠性，避免由于螺紋磨損造成的籽晶夾具脫落的異常。

附圖說明

附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的限制。此外，附圖數據是描述概要，不是按比例繪制。