一种热坩埚夹持器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种热坩埚夹持器，包括罩设在坩埚开口的夹持套，夹持套的直径大于坩埚开口处的直径，夹持套位于坩埚以外的位置开设有若干插销孔，插销孔内插有插销片，插销片在坩埚外壁与夹持套之间过盈配合，插销片的顶端通过连接片与夹持套固定安装；夹持套的上表面对称设置有若干吊起孔。本实用新型其结构简单，安装与拆卸方便，且实用性更强，解决目前生长中坩埚温度较高时起吊坩埚时出现脱落事故。本实用新型发明专利解决了大尺寸蓝宝石热场坩埚起吊难题，它能轻松安全起吊100KG、150KG、200KG、300KG的坩埚。
【专利说明】一种热坩埚夹持器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于人工生长蓝宝石单晶制程的一种工装夹具，更具体地说，涉及一种热坩埚夹持器。
【背景技术】
[0002]蓝宝石单晶俗称“白宝石”，是一种简单本配位型氧化物晶体。蓝宝石晶体具有优异的光学性能、机械性能和化学稳定性，强度高、硬度大、耐热冲击，可在接近2000°C高温的恶劣条件下工作，因而被广泛的应用于红外军事装置，高强度激光窗口材料。其独特的晶格结构优异的力学性能，良好的热学性能使蓝宝石晶体成为实际应用的半导体GaN/A1203发光二极管(LED)，大规模集成电路Sol和SOS及超导纳米结构薄膜等最为理想的衬底材料。
[0003]在利用顶部籽晶温度梯度法一 TSTGT技术生长中，蓝宝石生长是在单晶炉内完成，生长环境为高真空态，单晶炉是由炉体、机械传动、提拉、真空系统、直流电源、热场等组件组成，坩埚就是热场最重要器件之一。生长方法如下:
[0004]将纯度为5N的氧化铝原料装入钨坩埚中，加热熔化形成熔汤，然后下降籽晶使籽晶接触液面，使溶液慢慢结晶，从而生长出一颗蓝宝石单晶，根据不同级别晶体，它的生长周期将会不同，而且差异较大。例如，35Kg级蓝宝石单晶生长周期7天、65Kg级蓝宝石单晶生长周期13天，80Kg级蓝宝石单晶生长周期16天，10Kg级蓝宝石单晶生长周期18天。根据目前成本及工艺分析该产品降低成本的第一点，降低幅度最大，风险最低的方案就是缩短周期。
[0005]无论各种级别晶体，它的周期设计都少不了自冷流程。例如，10Kg级蓝宝石单晶生长周期的设计如下流程:
[0006]装炉(12h)—化料(16h)—下种(8h)—放肩(1h)—等径(1h)—提脱(129h)—退火(4h)—自冷(146h)—取晶(72h)。
[0007]蓝宝石生长完成后必须通过自冷流程后方可取晶操作，在取晶时为防止与杜绝安全事故，一般起吊晶体时选择晶体与坩埚一起起吊。前面在介绍生长方法时有提到蓝宝石生长的原理，可以简单理解为一根直径为# 15-20mm籽晶(A1203单晶方条)接触溶化的液体时产生温度差，通过降温慢慢结晶生长的过程。同时，根据生长不同尺寸级别的晶体进行工艺的调节。正因为在直径很细的晶种上生长大尺寸的蓝宝石，在生长制程中因起吊晶体可能发生碰撞导致籽晶断裂，晶体掉落开裂，同时可能发生生产事故及生产安生事故。故起吊时晶体放置在坩埚里，起吊时起吊坩埚即可确保安全。但坩埚散热较慢，按照工艺节点取晶，此时，坩埚温度可达到100°C以上，用目前普遍采用的尼龙强加增加摩擦的橡皮垫起吊危险性较大，因为在温度很高的情况下，尼龙带及橡皮会软化，起吊时容易滑落。若待坩埚温度降至室温时再起吊，则很大程度上影响生长周期，即影响周期I天。
实用新型内容
[0008]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可用于大尺寸蓝宝石晶体生长，能在热坩埚状态下完成起吊工作的热坩埚夹持器。
[0009]本实用新型的技术方案如下:
[0010]一种热坩埚夹持器，包括罩设在坩埚开口的夹持套，夹持套的直径大于坩埚开口处的直径，夹持套位于坩埚以外的位置开设有若干插销孔，插销孔内插有插销片，插销片在坩埚外壁与夹持套之间过盈配合，插销片的顶端通过连接片与夹持套固定安装；夹持套的上表面对称设置有若干吊起孔。
[0011]作为优选，插销片通过连接片与夹持套固定安装，连接片一端与夹持套通过螺栓进行固定安装，连接片另一端与插销片进行连接。
[0012]作为优选，连接片一端开设有螺孔，用于安装螺栓；连接片另一端开设有插销固定孔，用于设置钥丝，与插销片连接。
[0013]作为优选，插销片水平开设有钥丝连接孔，夹持套与钥丝连接孔对应的位置开设有钥丝通孔，钥丝通孔与钥丝连接孔重合。
[0014]作为优选，插销片为具有斜度的楔形结构，插销片的厚度由上到下递减。
[0015]作为优选，夹持套为顶部中心开设有观察孔的圆筒套。
[0016]本实用新型的有益效果如下:
[0017]本实用新型所述的热坩埚夹持器，不仅安装方便，安全性好、强度高，而且在现有的“TSTGT”技术和其他KY法中，能在热坩埚状态下完成起吊工作，能轻松将处于热状态下的坩埚提前取出炉膛，然后将晶体取出坩埚保温。起吊装置不受任何因素的影响，使坩埚和炉膛保温材料很快得到降温，同时很大程度上给我们热场清洁工作提供了足够的时间，最终周期得到很大程度的压缩。从而不影响其作业、生长周期，以及一定程度上缩短周期，最终降低生产成本。其结构简单，安装与拆卸方便，且实用性更强，解决目前生长中坩埚温度较高时起吊坩埚时出现脱落事故。本实用新型发明专利解决了大尺寸蓝宝石热场坩埚起吊难题，它能轻松安全起吊100KG、150KG、200KG、300KG的坩埚。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型的剖视图；
[0019]图2是本实用新型的俯视图；
[0020]图中:10是夹持套，11是观察孔,12是插销孔,13是钥丝通孔,14是吊起孔,20是连接片，21是螺孔，22是插销固定孔，30是插销片，31是钥丝连接孔。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图及实施例对本实用新型进行进一步的详细说明。
[0022]如图1、图2所示的一种热坩埚夹持器，包括罩设在坩埚开口的夹持套10，本实施例中，夹持套10为顶部中心开设有观察孔11的U型圆筒套。夹持套10的直径大于坩埚开口处的直径，夹持套10位于坩埚以外的位置开设有若干插销孔12，本实施例中，在夹持套10上等分设置有8个方形的插销孔12。插销孔12内插有插销片30，本实施例中，插销片30材质为纯钥，长为129mm、宽40mm、厚16mm,斜度为6-8°。
[0023]插销片30在坩埚外壁与夹持套10之间过盈配合，插销片30的顶端通过连接片20与夹持套10固定安装；夹持套10的上表面对称设置有若干吊起孔14，本实施例的吊起孔14直径为12毫米，用于吊起热坩埚。
[0024]为了更稳固地将本实用新型与坩埚进行夹持，插销片30为具有斜度的楔形结构，插销片30的厚度由上到下递减。
[0025]为了提高本实用新型安装的便利性，本实施例中，插销片30通过连接片20与夹持套10固定安装，本实施例中，连接片20为长方形钥片，长100?200mm、宽20mm、厚0.5mm。连接片20 —端与夹持套10通过螺栓21进行固定安装，连接片20另一端与插销片30进行连接。连接片20 —端开设有螺孔21，用于安装螺栓；连接片20另一端开设有插销固定孔22，用于设置钥丝，与插销片30连接。插销片30水平开设有钥丝连接孔31，本实施例的钥丝连接孔31直径为3毫米，夹持套10与钥丝连接孔31对应的位置开设有钥丝通孔13，本实施例的的钥丝通孔13直径为5毫升，钥丝通孔13与钥丝连接孔31重合。
[0026]上述实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作对本实用新型的限定。只要是依据本实用新型的技术实质，对上述实施例进行变化、变型等都将落在本实用新型的权利要求的范围内。
【权利要求】
1.一种热坩埚夹持器，其特征在于，包括罩设在坩埚开口的夹持套，夹持套的直径大于坩埚开口处的直径，夹持套位于坩埚以外的位置均匀开设有若干插销孔，插销孔内插有插销片，插销片在坩埚外壁与夹持套之间过盈配合，插销片的顶端通过连接片与夹持套固定安装；夹持套的上表面对称设置有若干吊起孔。
2.根据权利要求1所述的热坩埚夹持器，其特征在于，插销片通过连接片与夹持套固定安装，连接片一端与夹持套通过螺栓进行固定安装，连接片另一端与插销片进行连接。
3.根据权利要求2所述的热坩埚夹持器，其特征在于，连接片一端开设有螺孔，用于安装螺栓；连接片另一端开设有插销固定孔，用于设置钥丝，与插销片连接。
4.根据权利要求3所述的热坩埚夹持器，其特征在于，插销片水平开设有钥丝连接孔，夹持套与钥丝连接孔对应的位置开设有钥丝通孔，钥丝通孔与钥丝连接孔重合。
5.根据权利要求1所述的热坩埚夹持器，其特征在于，插销片为具有斜度的楔形结构，插销片的厚度由上到下递减。
6.根据权利要求1所述的热坩埚夹持器，其特征在于，夹持套为顶部中心开设有观察孔的圆筒套。
【文档编号】C30B15/00GK204080184SQ201420440711
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月6日 优先权日:2014年8月6日
【发明者】黄小卫, 李涛, 赵慧彬, 杨敏 申请人:福建鑫晶精密刚玉科技有限公司