一種藍(lán)寶石長晶設(shè)備的晶轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本專利涉及泡生法藍(lán)寶石晶體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種藍(lán)寶石長晶設(shè)備的晶轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，同時可適用于其他相似領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]藍(lán)寶石又稱白寶石，是世界上硬度僅次于金剛石的晶體材料，由于具有高聲速、耐高溫、抗腐蝕、高硬度、高透光性、熔點高(2045°C)等優(yōu)良的物理、機(jī)械、化學(xué)及紅外透光性能，一直是微電子、航空航天、軍工等領(lǐng)域急需的材料，憑借其極高的強(qiáng)度、硬度、紅外透過性能和抗熱沖擊性能。該材料在光學(xué)窗口、半導(dǎo)體照明、微波器件等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，已成為用量僅次于硅單晶的一種功能晶體材料。尤其是光學(xué)級大尺寸藍(lán)寶石材料，由于其具有性能穩(wěn)定、市場需求量大、綜合利用率及產(chǎn)品附加值高等特點，成為近年國內(nèi)外研宄開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化熱點。藍(lán)寶石晶體的生長方法很多，但只有泡生法才能獲得缺陷和應(yīng)力少的大尺寸高光學(xué)質(zhì)量的藍(lán)寶石晶體，目前70%的藍(lán)寶石材料是由泡生法制造的。
[0003]泡生法藍(lán)寶石晶體制造的一般過程是將一根受冷的籽晶與熔體接觸，如果界面的溫度低于凝固點，則籽晶開始生長，為了使晶體不斷長大，就需要逐漸降低熔體的溫度，同時旋轉(zhuǎn)晶體，以改善熔體的溫度分布。也可以緩慢的(或分階段的)上提晶體，以擴(kuò)大散熱面。晶體在生長過程中或生長結(jié)束時不與坩禍壁接觸，這就大大減少了晶體的應(yīng)力。不過，當(dāng)晶體與剩余的熔體脫離時，通常會產(chǎn)生較大的熱沖擊。目前常用的高溫溶液頂部籽晶法是該泡生法的改良和發(fā)展。
[0004]在藍(lán)寶石晶體制造過程中籽晶桿是需要旋轉(zhuǎn)的，一般直接水冷的籽晶桿結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)是電機(jī)與籽晶桿頂部通過同步帶傳動完成的。但具有更高稱重精度的水冷結(jié)構(gòu)，采用這種旋轉(zhuǎn)方式，不僅冷卻水對稱重有影響，電機(jī)帶動籽晶桿旋轉(zhuǎn)也會影響稱重精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一)要解決的技術(shù)問題
本專利設(shè)計了一種藍(lán)寶石長晶設(shè)備的晶轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，采用磁流體和波紋管進(jìn)行真空密封，水冷系統(tǒng)與稱重系統(tǒng)脫離，不旋轉(zhuǎn)，從而提高稱重系統(tǒng)的測量精度，并且水冷系統(tǒng)的密封性能也得到提高。
[0006](二)技術(shù)方案
為達(dá)到上述目的，本專利提供了一種藍(lán)寶石長晶設(shè)備的晶轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，包括水冷系統(tǒng)、底部密封件、頂部密封件和稱重系統(tǒng)，所述的水冷系統(tǒng)與提拉平臺19剛性連接，并通過所述的底部密封件與晶體爐18連接，通過所述的頂部密封件與所述的稱重系統(tǒng)連接。
[0007]所述的底部密封件設(shè)置為波紋管15，所述的波紋管15的兩頭設(shè)置安裝法蘭。
[0008]所述的頂部密封件設(shè)置密封法蘭12和磁流體9，所述的密封法蘭12設(shè)置法蘭盤和中心圓柱，所述的磁流體9設(shè)置在所述的法蘭盤上。
[0009]所述的稱重系統(tǒng)設(shè)置稱重容腔2，所述的稱重容腔2的頂部設(shè)置容腔頂蓋I進(jìn)行密封，所述的容腔頂蓋I上設(shè)置稱重傳感器3，所述的稱重傳感器3連接籽晶桿支架4，所述的籽晶桿支架4連接籽晶桿5。
[0010]所述的稱重容腔2套在所述的密封法蘭12的中心圓柱上，所述的中心圓柱和稱重容腔2之間設(shè)置第一軸承10和第二軸承11，所述的磁流體9套在所述的稱重容腔2上，進(jìn)行真空密封。
[0011]所述的水冷系統(tǒng)設(shè)置水冷套管13，所述的水冷套管13設(shè)置進(jìn)水口，所述的進(jìn)水口連接進(jìn)水管16、所述的水冷套管設(shè)置出水口，所述的出水口連接出水管17，所述的水冷套管13安裝在連接套管14上，所述的連接套管14上部設(shè)置法蘭與所述的密封法蘭12連接，下部設(shè)置法蘭與所述的底部密封件連接，所述的底部密封件穿過所述的提拉平臺19的中心圓孔，所述的連接套管14與所述的提拉平臺19連接。
[0012]所述的稱重容腔2上設(shè)置同步齒輪6，通過同步帶7連接旋轉(zhuǎn)電機(jī)8。
[0013](三)有益效果
從上述技術(shù)方案可以看出，本專利具有以下有益效果:
1、水冷系統(tǒng)與稱重系統(tǒng)脫離，保證了稱重系統(tǒng)的測量可靠性。
[0014]2、水冷系統(tǒng)固定不旋轉(zhuǎn)，密封性能得到提高，對加工要求也相應(yīng)降低。
[0015]
【附圖說明】
[0016]圖1為一種藍(lán)寶石長晶設(shè)備的晶轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)不意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合具體的實施例對本專利作進(jìn)一步展開說明，但需要指出的是，本專利所要求保護(hù)的結(jié)構(gòu)并不限于實施例及說明書附圖中的具體結(jié)構(gòu)。對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以推知的其他結(jié)構(gòu)形式，亦屬于本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
[0018]一種藍(lán)寶石長晶設(shè)備的晶轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，包括水冷系統(tǒng)、底部密封件、頂部密封件和稱重系統(tǒng)，所述的水冷系統(tǒng)與提拉平臺19剛性連接，因此隨著所述的提拉平臺19的升降，所述的晶轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)也隨之上升或者下降。
[0019]所述的水冷系統(tǒng)通過所述的底部密封件與晶體爐18連接，通過所述的頂部密封件與所述的稱重系統(tǒng)連接。所述的晶體爐18進(jìn)行藍(lán)寶石的晶體生長。
[0020]所述的底部密封件用于進(jìn)行真空密封，保證所述的晶體爐18內(nèi)的真空環(huán)境，設(shè)置為波紋管15，所述的波紋管15的兩頭設(shè)置安裝法蘭，可進(jìn)行連接，并且可以上下伸縮，所述的波紋管15的下部可連接所述的晶體爐18，上部可連接所述的水冷系統(tǒng)。
[0021]所述的頂部密封件設(shè)置密封法蘭12和磁流體9，所述的密封法蘭12設(shè)置法蘭盤和中心圓柱，所述的磁流體9設(shè)置在所述的法蘭盤上。所述的頂部密封件用于進(jìn)行真空密封，保證所述的晶體爐18內(nèi)的真空環(huán)境。
[0022]所述的稱重系統(tǒng)設(shè)置稱重容腔2，所述的稱重容腔2的頂部設(shè)置容腔頂蓋I進(jìn)行密封，所述的容腔頂蓋I上設(shè)置稱重傳感器3，所述的稱重傳感器3連接籽晶桿支架4，所述的籽晶桿支架4連接籽晶桿5，所述的籽晶桿5連接籽晶夾頭，所述的籽晶夾頭連接籽晶，所述的籽晶進(jìn)行藍(lán)寶石晶體生長，因此藍(lán)寶石晶體的重量可通過所述的籽晶桿5施加到所述的稱重傳感器3上，稱重傳感器3進(jìn)行晶體重量的測量。
[0023]所述的稱重容腔2套在所述的密封法蘭12的中心圓柱上，所述的中心圓柱和稱重容腔2之間設(shè)置第一軸承10和第二軸承11，所述的磁流體9套在所述的稱重容腔2上，進(jìn)行真空密封。所述的第一軸承10和第二軸承11實現(xiàn)所述的稱重容腔2可以圍繞所述的密封法蘭12的中心圓柱旋轉(zhuǎn)，而所述的磁流體9實現(xiàn)真空密封，保證所述的晶體爐18內(nèi)的真空環(huán)境。
[0024]所述的水冷系統(tǒng)設(shè)置水冷套管13，所述的水冷套管13設(shè)置進(jìn)水口，所述的進(jìn)水口連接進(jìn)水管16、所述的水冷套管設(shè)置出水口，所述的出水口連接出水管17。冷卻水從所述的進(jìn)水管16進(jìn)入所述的水冷套管13，攜帶熱量從所述的出水管17出來，保證所述的籽晶桿5不會過熱。所述的水冷套管13安裝在連接套管14上，所述的連接套管14上部設(shè)置法蘭與所述的密封法蘭12連接，下部設(shè)置法蘭與所述的底部密封件連接，所述的底部密封件穿過所述的提拉平臺19的中心圓孔，所述的連接套管14與所述的提拉平臺19連接。
[0025]所述的稱重容腔2上設(shè)置同步齒輪6，通過同步帶7連接旋轉(zhuǎn)電機(jī)8，所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)8就可以帶動所述的稱重容腔2旋轉(zhuǎn)，并帶動所述的籽晶桿5旋轉(zhuǎn)。
[0026]綜上所述，本專利設(shè)計了一種藍(lán)寶石長晶設(shè)備的晶轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，采用磁流體和波紋管進(jìn)行真空密封，保證了藍(lán)寶石晶體的真空生長環(huán)境，而水冷系統(tǒng)與稱重系統(tǒng)脫離，不旋轉(zhuǎn)，一方面提高了稱重系統(tǒng)的測量精度，同時也提高了水冷系統(tǒng)的密封性能。
【主權(quán)項】
1.一種藍(lán)寶石長晶設(shè)備的晶轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其特征在于:包括水冷系統(tǒng)、底部密封件、頂部密封件和稱重系統(tǒng)，所述的水冷系統(tǒng)與提拉平臺(19)剛性連接，并通過所述的底部密封件與晶體爐(18)連接，通過所述的頂部密封件與所述的稱重系統(tǒng)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種藍(lán)寶石長晶設(shè)備的晶轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述的底部密封件設(shè)置為波紋管(15)，所述的波紋管(15)的兩頭設(shè)置安裝法蘭。
3.如權(quán)利要求1所述的一種藍(lán)寶石長晶設(shè)備的晶轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述的頂部密封件設(shè)置密封法蘭(12)和磁流體(9)，所述的密封法蘭(12)設(shè)置法蘭盤和中心圓柱，所述的磁流體(9)設(shè)置在所述的法蘭盤上。
4.如權(quán)利要求1所述的一種藍(lán)寶石長晶設(shè)備的晶轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述的稱重系統(tǒng)設(shè)置稱重容腔(2)，所述的稱重容腔(2)的頂部設(shè)置容腔頂蓋(I)進(jìn)行密封，所述的容腔頂蓋(I)上設(shè)置稱重傳感器(3)，所述的稱重傳感器(3)連接籽晶桿支架(4)，所述的籽晶桿支架⑷連接籽晶桿(5)。
5.如權(quán)利要求3、4所述的一種藍(lán)寶石長晶設(shè)備的晶轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述的稱重容腔(2)套在所述的密封法蘭(12)的中心圓柱上，所述的中心圓柱和稱重容腔(2)之間設(shè)置第一軸承(10)和第二軸承(11)，所述的磁流體(9)套在所述的稱重容腔(2)上，進(jìn)行真空密封。
6.如權(quán)利要求1、3所述的一種藍(lán)寶石長晶設(shè)備的晶轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述的水冷系統(tǒng)設(shè)置水冷套管(13)，所述的水冷套管(13)設(shè)置進(jìn)水口，所述的進(jìn)水口連接進(jìn)水管(16)、所述的水冷套管設(shè)置出水口，所述的出水口連接出水管(17)，所述的水冷套管(13)安裝在連接套管(14)上，所述的連接套管(14)上部設(shè)置法蘭與所述的密封法蘭(12)連接，下部設(shè)置法蘭與所述的底部密封件連接，所述的底部密封件穿過所述的提拉平臺(19)的中心圓孔，所述的連接套管(14)與所述的提拉平臺(19)連接。
7.如權(quán)利要求4所述的一種藍(lán)寶石長晶設(shè)備的晶轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述的稱重容腔⑵上設(shè)置同步齒輪(6)，通過同步帶(7)連接旋轉(zhuǎn)電機(jī)(8)。
【專利摘要】公開了一種藍(lán)寶石長晶設(shè)備的晶轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，包括水冷系統(tǒng)、底部密封件、頂部密封件和稱重系統(tǒng)，水冷系統(tǒng)通過底部密封件與晶體爐(18)連接，通過頂部密封件與稱重系統(tǒng)連接，頂部密封件設(shè)置密封法蘭(12)和磁流體(9)，密封法蘭(12)設(shè)置法蘭盤和中心圓柱，磁流體(9)設(shè)置在法蘭盤上，稱重系統(tǒng)設(shè)置稱重容腔(2)，容腔頂蓋(1)，稱重傳感器(3)，籽晶桿支架(4)和籽晶桿(5)，稱重容腔(2)套在密封法蘭(12)的中心圓柱上，中心圓柱和稱重容腔(2)之間設(shè)置第一軸承(10)和第二軸承(11)，磁流體(9)套在稱重容腔(2)上，進(jìn)行真空密封，水冷系統(tǒng)設(shè)置水冷套管(13)，水冷套管(13)設(shè)置進(jìn)水口、進(jìn)水管(16)、出水口和出水管(17)，水冷套管(13)安裝在連接套管(14)上，連接套管(14)與密封法蘭(12)和底部密封件連接。
【IPC分類】C30B17-00, C30B29-20
【公開號】CN104562202
【申請?zhí)枴緾N201510042939
【發(fā)明人】徐波, 胡張通, 劉瑜, 杜慧江
【申請人】杭州晶一智能科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月28日