[實(shí)用新型]一種長(zhǎng)晶治具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201921744520.8
• 申請(qǐng)日: 2019-10-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN210711825U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余劍云;楊勝裕;陳建明;林仲和;劉藝霖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福建晶安光電有限公司
• 主分類號(hào): C30B17/00
• 分類號(hào): C30B17/00;C30B29/20
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• 代理人: 暫無(wú)信息

一種長(zhǎng)晶治具，用于熔體籽晶法單晶生長(zhǎng)爐中固定籽晶，長(zhǎng)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(duì)應(yīng)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(yè)化生產(chǎn)中治具的可靠性，避免長(zhǎng)晶過(guò)程中，夾套和籽晶桿脫離造成的損失。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及熔體籽晶法單晶生長(zhǎng)爐設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種泡生法生長(zhǎng)藍(lán)寶石防止籽晶夾具脫扣結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

泡生法是世界上公認(rèn)的最適合生長(zhǎng)大尺寸藍(lán)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(diào)節(jié)爐溫使坩堝內(nèi)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(nèi)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(zhǎng)的同時(shí)在徑向向四周生長(zhǎng)，此過(guò)程稱為引晶，通過(guò)引晶-擴(kuò)肩-等徑生長(zhǎng)-收尾完成藍(lán)寶石晶體的生長(zhǎng)，引晶階段十分重要，關(guān)系整個(gè)晶體的生長(zhǎng)以及質(zhì)量。

籽晶與籽晶桿之間通過(guò)籽晶夾套螺紋連接，現(xiàn)階段籽晶桿隨著使用周期變長(zhǎng)螺紋會(huì)逐漸磨損，籽晶夾套與籽晶桿螺紋連接不緊密，且在引晶過(guò)程中籽晶桿需要逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)保證引晶的形狀及質(zhì)量，這會(huì)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(nèi)的氧化鋁熔體中，不僅造成長(zhǎng)晶停止，而且使得整個(gè)坩堝內(nèi)的原料被污染。上述方法不僅造成能源的損耗，物料的報(bào)廢，還會(huì)浪費(fèi)寶貴的時(shí)間，影響生產(chǎn)的連續(xù)性，大大增加了生產(chǎn)成本。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供了上述問(wèn)題的解決方法，即提供了一種長(zhǎng)晶治具，用于熔體籽晶法單晶生長(zhǎng)爐中固定籽晶，長(zhǎng)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(zhì)材料制作的管路，不銹鋼部分桿內(nèi)設(shè)置冷卻水回路，不銹鋼一方面具有一點(diǎn)的韌性不易折斷，另一方面又不至于材質(zhì)太軟，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中搖晃降低長(zhǎng)晶質(zhì)量，銅質(zhì)部分桿可部分或全部設(shè)置為實(shí)心桿，銅質(zhì)材料導(dǎo)熱能力優(yōu)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(dǎo)到冷卻水管路，銅質(zhì)部分桿表面具有螺紋。

與之相匹配的，長(zhǎng)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(zhuǎn)過(guò)程中，夾套與籽晶桿脫落，將夾套的截面設(shè)計(jì)成具有開(kāi)口、側(cè)壁和底部的U形，開(kāi)口預(yù)留為與籽晶桿螺紋連接，側(cè)壁內(nèi)部具有與籽晶桿匹配的螺紋，側(cè)壁可以設(shè)計(jì)成與籽晶桿平行或者不平行，側(cè)壁內(nèi)部設(shè)有多對(duì)通孔或者槽體，用于放置頂針，頂針穿過(guò)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(duì)設(shè)置，也可以是三角設(shè)置等，頂針之間可以通過(guò)第一套索固定，有效阻止籽晶桿和夾具相對(duì)之間的上下移動(dòng)，夾套底部具有孔洞。

籽晶夾具從夾套底部孔洞穿過(guò)的一端，具有內(nèi)陷的凹槽，通過(guò)半圓環(huán)卡入凹槽內(nèi)，半圓環(huán)為軟質(zhì)材料，既起到緩沖作用，又限定籽晶夾具相對(duì)夾套移動(dòng)。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(jù)本實(shí)用新型，優(yōu)選的，頂針材料為耐高溫的鉬，鉬相比鎢錸成本更低。

根據(jù)本實(shí)用新型，優(yōu)選的，為了進(jìn)一步穩(wěn)固該長(zhǎng)晶治具，可以在治具上設(shè)置第二套索，第二套索連接捆綁籽晶桿和夾具。

根據(jù)本實(shí)用新型，優(yōu)選的，第二套索的材料可以為鎢錸線，具有較強(qiáng)的耐高溫特性。

根據(jù)本實(shí)用新型，優(yōu)選的，頂針的直徑是變化的，靠近籽晶桿的一側(cè)具有相對(duì)較小的直徑。

本實(shí)用新型的有益效果包括上述實(shí)用新型內(nèi)容所描述的作用，提升了長(zhǎng)晶過(guò)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(shuō)明

附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，附圖數(shù)據(jù)是描述概要，不是按比例繪制。