泡生法蓝宝石长晶设备的高精度全量程称重系统的制作方法
【专利摘要】公开一种泡生法蓝宝石长晶设备的高精度全量程称重系统，设置容腔和顶盖，容腔底部设置圆形开口，并连接籽晶杆套筒，籽晶杆套筒上设置支撑圆台，还包括晶升平台，容腔内设置高精度称重传感器，吸合装置和籽晶杆支架，吸合装置的顶面通过长颈螺栓与顶盖连接，可以上下移动，吸合装置的底面固定连接所述的高精度称重传感器，高精度称重传感器的底面固定连接籽晶杆支架，还设置至少两个低精度的大量程称重传感器，晶升平台上设置圆形通孔，大量程称重传感器对称设置在晶升平台的圆形通孔周围，籽晶套筒居中穿过所述的晶升平台的圆形通孔，籽晶杆套筒的支撑圆台安装在大量程称重传感器上，还设置电子装置与吸合装置，高精度称重传感器和大量程称重传感器连接。
【专利说明】
泡生法蓝宝石长晶设备的高精度全量程称重系统
技术领域
[0001]本发明涉及泡生法蓝宝石晶体制造领域，尤其涉及一种泡生法蓝宝石长晶设备的高精度全量程称重系统，同时可适用于其他相似领域。
【背景技术】
[0002]由于蓝宝石晶体的光学穿透带很宽，从近紫外光(190nm)到中红外线都具有很好的透光性，因此被大量用在光学元件、红外装置、高强度激光镜片材料及掩模材料上。目前超闻売度白/监光LED的品质取决于氣化嫁外延(GaN)的材料品质，而氣化嫁外延品质则与所使用的蓝宝石基板表面加工品质息息相关，蓝宝石(单晶Al2O3) C面II1- V和I1- VI族沉积薄膜之间的晶格常数失配率小，同时符合GaN外延工艺中耐高温的要求，使得蓝宝石晶片成为制作白/蓝/绿光LED的关键材料。
[0003]目前最成熟的生长大尺寸低应力无缺陷蓝宝石晶体的技术仍然还是泡生法。目前泡生法生长蓝宝石晶体的重量越来越大，从35kg级,发展到60kg级,80kg级，10kg级,甚至到120kg级。而晶体重量是体现晶体生长状况的重要参数，但是随着晶体重量的增加，所采用的传感器的重量等级也在不断增加，导致称重精度也不断降低。
【发明内容】
[0004](一)要解决的技术问题
本发明的主要目的在于提供一种泡生法蓝宝石长晶设备的高精度全量程称重系统，为泡生法蓝宝石长晶设备在晶体生长的整个阶段提供有价值的称重数据。
[0005](二)技术方案
为达到上述目的，本发明提供一种泡生法蓝宝石长晶设备的高精度全量程称重系统，设置起到容纳作用的容腔，所述的容腔顶部设置起到密封作用的顶盖，所述的容腔底部设置圆形开口，并连接籽晶杆套筒，所述的籽晶杆套筒上设置支撑圆台，还包括可以上下运动的晶升平台，所述的容腔内设置小量程的高精度称重传感器，吸合装置和籽晶杆支架，所述的吸合装置的顶面通过长颈螺栓与所述的顶盖连接，并可以上下移动，所述的吸合装置的底面通过螺栓固定连接所述的高精度称重传感器，所述的高精度称重传感器的底面通过螺栓固定连接所述的籽晶杆支架，还设置至少两个低精度的大量程称重传感器，所述的晶升平台上设置圆形通孔，所述的大量程称重传感器对称设置在所述的晶升平台的圆形通孔周围，所述的籽晶套筒居中穿过所述的晶升平台的圆形通孔，所述的籽晶杆套筒的支撑圆台安装在所述的大量程称重传感器上，还设置电子装置，所述的电子装置连接所述的吸合装置，高精度称重传感器和大量程称重传感器，所述的电子装置执行称重算法，所述的称重算法包括:
1)在引晶之前，所述的电子装置控制所述的吸合装置处于工作状态，与所述的顶盖吸合，所述的电子装置采集所述的高精度称重传感器的重量数据，并记为G。；
2)在引晶过程中，所述的电子装置控制所述的吸合装置保持工作状态，所述的电子装置采集所述的高精度称重传感器的重量数据G，并计算蓝宝石晶体重量为G- G05
3)引晶结束时，所述的电子装置采集高精度称重传感器的重量数据G1，计算此时的蓝宝石晶体重量G1- G。，所述的电子装置采集大量程称重传感器的重量数据，得到重量G’。；
4)引晶结束后，所述的电子装置控制所述的吸合装置退出工作状态，与所述的顶盖分离，所述的电子装置采集大量程称重传感器的重量数据G’，计算蓝宝石晶体的重量G’_ G' o+G!-G00
[0006]所述的大量程称重传感器的重量数据G’= (G\+ G’2+.....+ G’n)/N，其中，N为大量程称重传感器的数量，G’ N为第N个大量程称重传感器的重量数据。
[0007]所述的籽晶杆支架设置螺纹孔，与所述的籽晶杆连接，所述的籽晶杆居中设置在所述的籽晶杆套筒中，所述的籽晶杆末端设置籽晶夹头。
[0008]所述的晶升平台的通孔的内径大于所述的籽晶杆套筒的外径。
[0009]所述的吸合装置设置为电动装置，工作状态与所述的顶盖吸合，非工作状态下向下移动，与所述的顶盖分离。
[0010]所述的吸合装置设置为气动装置，工作状态与所述的顶盖吸合，非工作状态下向下移动，与所述的顶盖分离。
[0011]所述的吸合装置设置为液压驱动装置，工作状态下与所述的顶盖吸合，非工作状态下向下移动，与所述的顶盖分离。
[0012]所述的吸合装置向下移动的最大位置设置为所述的籽晶杆支架的底部距离所述的容腔的底部的最大距离，也可以设置为所述的吸合装置距离所述的长颈螺栓的头部的最大距离。
[0013](三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本专利具有以下有益效果:在蓝宝石晶体的整个生长阶段都能够获取有价值的称重数据。
【附图说明】
[0014]图1为泡生法蓝宝石长晶设备的外形示意图；
图2为容腔内部的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合具体的实施实例对本专利作进一步展开说明，但需要指出的是，本发明所要求保护的结构并不限于实施例及说明书附图中的具体结构。对于本领域普通技术人员可以推知的其他结构形式，亦属于本发明所要求保护的范围之内。
[0016]请参阅图1、图2，一种泡生法蓝宝石长晶设备的高精度全量程称重系统，设置起到容纳作用的容腔1，所述的容腔I顶部设置起到密封作用的顶盖2，所述的顶盖2上设置了带密封圈的开孔，可以为所述的容腔I内部的装置提供连接线。所述的容腔I设置在泡生法蓝宝石长晶设备的炉膛12的顶部。
[0017]所述的容腔I底部设置圆形开口，并连接籽晶杆套筒9，所述的籽晶杆套筒9上设置支撑圆台10。还包括可以上下运动的晶升平台11。
[0018]所述的容腔I内设置小量程的高精度称重传感器4，吸合装置3和籽晶杆支架5。
[0019]所述的吸合装置3的顶面通过长颈螺栓7与所述的顶盖2连接，并可以上下移动。所述的吸合装置3设置为电动装置，工作状态与所述的顶盖2吸合，非工作状态下向下移动，与所述的顶盖2分离；也可以为气动装置，工作状态与所述的顶盖2吸合，非工作状态下向下移动，与所述的顶盖2分离；也可以设置为液压驱动装置，工作状态下与所述的顶盖2吸合，非工作状态下向下移动，与所述的顶盖2分离。
[0020]所述的吸合装置3的底面通过螺栓固定连接所述的高精度称重传感器4，所述的高精度称重传感器4的底面通过螺栓固定连接所述的籽晶杆支架5。所述的籽晶杆支架5设置螺纹孔，与所述的籽晶杆6连接，所述的籽晶杆6居中设置在所述的籽晶杆套筒9中，所述的籽晶杆6末端设置籽晶夹头，所述的籽晶夹头连接籽晶，所述的籽晶用于生长蓝宝石晶体。
[0021]所述的吸合装置3向下移动的最大位置设置为所述的籽晶杆支架5的底部距离所述的容腔I的底部的最大距离，也可以设置为所述的吸合装置3距离所述的长颈螺栓7的头部的最大距离。
[0022]还设置至少两个低精度的大量程称重传感器8，所述的晶升平台11上设置圆形通孔，所述的大量程称重传感器8对称设置在所述的晶升平台11的圆形通孔周围，所述的籽晶杆套筒9居中穿过所述的晶升平台11的圆形通孔，所述的籽晶杆套筒9的支撑圆台10安装在所述的大量程称重传感器8上，所述的晶升平台11的通孔的内径大于所述的籽晶杆套筒9的外径。所述的籽晶杆套筒9通过不锈钢波纹管与所述的炉膛12连接。
[0023]还设置电子装置，所述的电子装置连接所述的吸合装置3，高精度称重传感器4和大量程称重传感器8，所述的电子装置执行称重算法，所述的称重算法包括:
I)在引晶之前，所述的电子装置控制所述的吸合装置3处于工作状态，与所述的顶盖2吸合，所述的电子装置采集所述的高精度称重传感器4的重量数据，并记为G。；
其中，G。为基础重量，包括所述的籽晶杆支架5、籽晶杆6、籽晶夹头和籽晶的重量。
[0024]2)在引晶过程中，所述的电子装置控制所述的吸合装置3保持工作状态，所述的电子装置采集所述的高精度称重传感器4的重量数据G，并计算蓝宝石晶体重量为G- G05
其中，G- G。为增长重量，也就是生长的蓝宝石晶体重量。
[0025]3)引晶结束时，所述的电子装置采集高精度称重传感器4的重量数据G1，计算此时的蓝宝石晶体重量G1- G。，所述的电子装置采集大量程称重传感器8的重量数据，得到重里G O;
其中，G’。为所述的引晶结束时大量程称重传感器8的基础重量，除了包括所述的籽晶杆支架5、籽晶杆6、籽晶夹头、籽晶和蓝宝石晶体的重量,还包括容腔1、顶盖2、籽晶杆套筒9等的重量。4)引晶结束后，所述的电子装置控制所述的吸合装置3退出工作状态，与所述的顶盖2分离，所述的电子装置采集大量程称重传感器8的重量数据G’，计算蓝宝石晶体的重量 G，- G' Q+G1- G0。
[0026]其中，G’_ G’。为所述的大量程称重传感器8获得的增长重量，也就是在引晶结束后蓝宝石晶体的生长重量。
[0027]所述的大量程称重传感器8的重量数据是一个平均值，G’ = (G’ !+ G’ 2+.....+G’ N) /N，其中，N为大量程称重传感器8的数量，G’ N为第N个大量程称重传感器8的重量数据。
[0028]综上所述，本装置一种泡生法蓝宝石长晶设备的高精度全量程称重系统，设置两组不同量程和精度的称重传感器，在不同阶段获取数据，在蓝宝石晶体生长的整个阶段提供有价值的称重数据。
【主权项】
1.泡生法蓝宝石长晶设备的高精度全量程称重系统，设置起到容纳作用的容腔，所述的容腔顶部设置起到密封作用的顶盖，所述的容腔底部设置圆形开口，并连接籽晶杆套筒，所述的籽晶杆套筒上设置支撑圆台，还包括可以上下运动的晶升平台，其特征在于:所述的容腔内设置小量程的高精度称重传感器，吸合装置和籽晶杆支架，所述的吸合装置的顶面通过长颈螺栓与所述的顶盖连接，并可以上下移动，所述的吸合装置的底面通过螺栓固定连接所述的高精度称重传感器，所述的高精度称重传感器的底面通过螺栓固定连接所述的籽晶杆支架，还设置至少两个低精度的大量程称重传感器，所述的晶升平台上设置圆形通孔，所述的大量程称重传感器对称设置在所述的晶升平台的圆形通孔周围，所述的籽晶套筒居中穿过所述的晶升平台的圆形通孔，所述的籽晶杆套筒的支撑圆台安装在所述的大量程称重传感器上，还设置电子装置，所述的电子装置连接所述的吸合装置，高精度称重传感器和大量程称重传感器，所述的电子装置执行称重算法，所述的称重算法包括: 1)在引晶之前，所述的电子装置控制所述的吸合装置处于工作状态，与所述的顶盖吸合，所述的电子装置采集所述的高精度称重传感器的重量数据，并记为G。； 2)在引晶过程中，所述的电子装置控制所述的吸合装置保持工作状态，所述的电子装置采集所述的高精度称重传感器的重量数据G，并计算蓝宝石晶体重量为G- G05 3)引晶结束时，所述的电子装置采集高精度称重传感器的重量数据G1，计算此时的蓝宝石晶体重量G1- G。，所述的电子装置采集大量程称重传感器的重量数据，得到重量G’。；4)引晶结束后，所述的电子装置控制所述的吸合装置退出工作状态，与所述的顶盖分离，所述的电子装置采集大量程称重传感器的重量数据G’，计算蓝宝石晶体的重量G’_ G' o+G!-G002.根据权利要求1所述的泡生法蓝宝石长晶设备的高精度全量程称重系统，其特征在于:所述的大量程称重传感器的重量数据G’ = (G’!+ G' 2+.....+ G’ n)/N，其中，N为大量程称重传感器的数量，G’ N为第N个大量程称重传感器的重量数据。3.根据权利要求1所述的泡生法蓝宝石长晶设备的高精度全量程称重系统，其特征在于:所述的籽晶杆支架设置螺纹孔，与所述的籽晶杆连接，所述的籽晶杆居中设置在所述的籽晶杆套筒中，所述的籽晶杆末端设置籽晶夹头。4.根据权利要求1所述的泡生法蓝宝石长晶设备的高精度全量程称重系统，其特征在于:所述的晶升平台的通孔的内径大于所述的籽晶杆套筒的外径。5.根据权利要求1所述的泡生法蓝宝石长晶设备的高精度全量程称重系统，其特征在于:所述的吸合装置设置为电动装置，工作状态与所述的顶盖吸合，非工作状态下向下移动，与所述的顶盖分尚。6.根据权利要求1所述的泡生法蓝宝石长晶设备的高精度全量程称重系统，其特征在于:所述的吸合装置设置为气动装置，工作状态与所述的顶盖吸合，非工作状态下向下移动，与所述的顶盖分尚。7.根据权利要求1所述的泡生法蓝宝石长晶设备的高精度全量程称重系统，其特征在于:所述的吸合装置设置为液压驱动装置，工作状态下与所述的顶盖吸合，非工作状态下向下移动，与所述的顶盖分离。8.根据权利要求1所述的泡生法蓝宝石长晶设备的高精度全量程称重系统，其特征在于:所述的吸合装置向下移动的最大位置设置为所述的籽晶杆支架的底部距离所述的容腔的底部的最大距离，也可以设置为所述的吸合装置距离所述的长颈螺栓的头部的最大距离。
【文档编号】C30B29/20GK105821477SQ201510011028
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年1月10日
【发明人】刘瑜, 杜慧江, 胡轩
【申请人】杭州晶智能科技有限公司, 杭州晶一智能科技有限公司