一种平板型蓝宝石长晶装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种平板型蓝宝石长晶装置，包括第一熔炉、第二熔炉和长晶槽，所述第一熔炉用于容置熔体，所述第一熔炉具有第一通口；所述第二熔炉具有第二通口，所述第二通口低于所述第一通口；所述长晶槽一端为入口，另一端为出口，所述入口连通所述第一通口，所述出口连通第二通口，所述长晶槽用于容置晶种。本实用新型的平板型蓝宝石长晶装置中，长晶槽内设置晶种，通过熔体的流淌与晶种反应，从而生成晶体，而且长晶槽平面设置，使得熔体流经该晶种上部逐层结晶，形成平板型晶体，在作为盖板使用时材料利用率高，加工环节少，从而节约资源，降低消耗。
【专利说明】一种平板型蓝宝石长晶装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及晶体生成装置，尤其与能够直接生成平板型的蓝宝石晶体的生成装置的结构有关。
【背景技术】
[0002]随着科技的快速发展，功能手机已经无法满足人们日常工作生活的需求。自智能手机推出后，功能手机逐渐被带有触摸屏的智能手机所取代，传统手机上的机械式键盘和按键渐渐退出舞台，取而代之的是位于触摸屏上的虚拟触摸式键盘和按键。
[0003]目前触摸屏涉及的技术已经涵盖了电子、材料等【技术领域】，特别是材料领域，蓝宝石已经开始应用在触摸屏上，而且应用越来越广泛，最终将完全取代传统的玻璃。
[0004]长晶工艺是蓝宝石制作过程中的关键步骤，现有的蓝宝石长晶工艺中比较典型的是柴氏拉提法:先将原料加热至熔点后熔化形成熔汤，再利用一蓝宝石晶种接触到熔汤表面，在晶种与熔汤的固液界面上因温度差而形成过冷。于是熔汤开始在晶种表面凝固并生长和晶种相同晶体结构的单晶。晶种同时以极缓慢的速度往上拉升，并伴随以一定的转速旋转，随着晶种的向上拉升，熔汤逐渐凝固于晶种的液固界面上，进而形成一轴对称的单晶晶锭。
[0005]实现该工艺过程的装置，如图1所示，坩埚11内容置有熔体14，坩埚11上方有一根可以旋转和升降的提拉杆12，提拉杆12的下端有一个夹头，其上装有一根晶种13。降低提拉杆12，使晶种13插入熔体14中，只要熔体14的温度适中，晶种13既不熔解，也不长大，然后缓慢向上提拉和转动提拉杆12，使得晶种13跟随缓慢向上提拉和转动，同时缓慢降低晶种13的加热功率，晶种13逐渐长粗。小心地调节晶种13加热功率，就能得到所需直径的晶体15。在该工艺过程中，整个生长装置需置于一个外罩内，以保证晶体15生长环境所需要的气体和压力。
[0006]上述传统方法形成的蓝宝石为圆柱型，而在触摸屏【技术领域】采用的蓝宝石盖板为平板型，所以就需要对上述圆柱形蓝宝石进行切割，在切割的过程中就会浪费大量的蓝宝石材料。而蓝宝石的上述生产过程由于其熔点较高，导致需耗费非常巨大的能源。因此，现有技术的缺陷在于蓝宝石的利用率不高，极大地浪费了原材料和能源。
实用新型内容
[0007]针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的为提供一种能够提高蓝宝石利用率的平板型蓝宝石长晶装置。
[0008]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0009]一种平板型蓝宝石长晶装置，包括:
[0010]第一熔炉，所述第一熔炉用于容置熔体，所述第一熔炉具有第一通口 ；
[0011]第二熔炉，所述第二熔炉具有第二通口，所述第二通口低于所述第一通口 ；
[0012]长晶槽，所述长晶槽一端为入口，另一端为出口，所述入口连通所述第一通口，所述出口连通第二通口，所述长晶槽用于容置晶种。
[0013]进一步，所述第一熔炉与所述长晶槽之间设置有第一引流结构，所述第一通口与所述长晶槽的入口通过该第一引流结构连通。
[0014]进一步，所述第一引结构为一倾斜设置的引流槽。
[0015]进一步，所述引流槽的内壁设置有电热丝，该电热丝对所述引流槽加热。
[0016]进一步，所述第二熔炉与所述长晶槽之间设置有第二引流结构，所述第二通口与所述长晶槽的出口通过该第二引流结构连通。
[0017]进一步，所述第二引流结构为一倾斜设置的引流槽。
[0018]进一步，所述引流槽的内壁设置有电热丝，该电热丝对所述引流槽加热。
[0019]进一步，所述第一熔炉与所述第二熔炉之间还连通设置有导管，在一动力装置驱动下通过该导管将所述第二熔炉内的熔体输送至所述第一熔炉内。
[0020]进一步，所述第一通口为所述第一熔炉上部的敞口，所述第二通口为所述第二熔炉上部的敞口，所述导管两头分别连通两所述敞口。
[0021]进一步，所述导管的内壁设置有电热丝，该电热丝对所述导管加热。
[0022]进一步，所述长晶槽倾斜设置，使得所述入口高于所述出口。
[0023]进一步，所述长晶槽的高度通过一升降机构进行调整。
[0024]进一步，所述升降机构的下部安装在一支座上。
[0025]进一步，所述长晶槽的内壁设置有电热丝，该电热丝对所述长晶槽加热。
[0026]进一步，所述第一熔炉与所述第二熔炉结构相同，所述第一熔炉下部安装在一底座上。
[0027]进一步，所述长晶槽为矩形槽。
[0028]本实用新型与现有技术相比，本实用新型的平板型蓝宝石长晶装置中，本实用新型的平板型蓝宝石长晶装置中，长晶槽内设置晶种，通过熔体的流淌与晶种反应，从而生成晶体，而且长晶槽平面设置，使得熔体流经该晶种上部逐层结晶，形成平板型晶体，在作为盖板使用时材料利用率高，加工环节少，从而节约资源，降低消耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明:
[0030]图1为现有的晶体生成装置结构示意图；
[0031]图2为本实用新型平板型蓝宝石长晶装置的一实施例结构示意图；
[0032]图3为本实用新型平板型蓝宝石长晶装置的另一实施例结构示意图；
[0033]图4为本实用新型平板型蓝宝石长晶装置的又一实施例结构示意图；
[0034]图5为本实用新型平板型蓝宝石长晶装置的第一状态示意图；
[0035]图6为本实用新型平板型蓝宝石长晶装置的第二状态示意图。
【具体实施方式】
[0036]体现本实用新型特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。[0037]如图2-图4所示，本实用新型的平板型蓝宝石长晶装置2包括第一熔炉21、第二熔炉22和长晶槽23。其中，第一熔炉21内容置有熔体，该熔体的温度为Tl，第一熔炉21具有第一通口。第二熔炉22具有第二通口，第二通口低于第一通口。长晶槽23为矩形槽，一端为入口，另一端为出口，入口连通第一通口，出口连通第二通口，长晶槽23内容置有晶种(图中未示出)。该第一熔炉21内的熔体流经长晶槽23后，进入第二熔炉22，然后再回收至第一熔炉21中，在晶种的作用下生成平板型的晶体。
[0038]第一熔炉21内具有加热装置，以使其中熔体温度达到Tl，该数值对应不同的晶体不同，在该晶体为蓝宝石时Tl为2100-2200°c。
[0039]本实用新型的具体结构并不受限，只要能实现上述功能即可。通常从节约资源和提高效率的角度而言，需要设置熔体循环系统，以不间断地利用该原料的熔体。
[0040]本实用新型的一实施例的结构如图2所示，为提高通用性，第一熔炉21与第二熔炉22结构相同，为使第一熔炉21上的第一通口高于第二熔炉22上的第二通口，在第一熔炉21的下部安装一底座27，底座27的具体结构不限，只要可以支撑第一熔炉21即可。
[0041]为方便设置,在本实施例中，第一通口为第一熔炉21上部的敞口，第二通口为第二熔炉22上部的敞口。第二熔炉22内具有加热装置，以使其中熔体温度达到T6，该数值对应不同的晶体不同，在该晶体为蓝宝石时T6为2100-2200°C。
[0042]为实现上述的熔体循环，在第一熔炉21与第二熔炉22之间还连通设置有导管26，在一动力装置(图中未示出，可以是泵或其他设备)驱动下通过该导管26将第二熔炉22内的熔体输送至第一熔炉21内。本实施例中，导管26两头分别连通第一熔炉21的敞口和第二熔炉22的敞口。另外，为防止熔体温度过快降低，在导管26的内壁设置有电热丝，该电热丝对导管26加热，以保证流经导管26的熔体温度为T4，该数值对应不同的晶体不同，在该晶体为蓝宝石时T4为2100-2200°C。
[0043]本实施例中，第一熔炉21与长晶槽23之间设置有第一引流结构24，第一通口与长晶槽23的入口通过该第一引流结构24连通。为便于设置，该第一引结构24为一倾斜设置的引流槽。在该引流槽24的内壁设置有电热丝，该电热丝对引流槽24加热，以保证流经引流槽24的熔体温度为T2，该数值对应不同的晶体不同，在该晶体为蓝宝石时T2为2050-2100。。。
[0044]本实施例中，第二熔炉22与长晶槽23之间设置有第二引流结构25，第二通口与长晶槽23的出口通过该第二引流结构25连通。为便于设置，该第二引流结构25为一倾斜设置的引流槽。引流槽25的内壁设置有电热丝，该电热丝对引流槽25加热，以保证流经引流槽25的熔体温度为T3，该数值对应不同的晶体不同，在该晶体为蓝宝石时T3为2100-2150°C。
[0045]本实施例中，长晶槽23的内壁设置有电热丝，该电热丝对长晶槽23加热，以保证流经长晶槽23的熔体温度为T5，该数值对应不同的晶体不同，在该晶体为蓝宝石时T5为2020-20450C。在长晶槽23下部还安装有支座28，以支撑长晶槽23，并使长晶槽23具有相应高度。支座28的具体结构并不受限，只要能达到上述功能即可。
[0046]如图3所示，为本实用新型的另一实施例。在该实施例中，长晶槽23倾斜设置，长晶槽23流淌面与水平面的夹角为α，从而使得入口高于出口，使得熔体流经长晶槽23更加可靠，且流速可通过该角度来调整。[0047]如图4所示，为本实用新型的又一实施例。在该实施例中，长晶槽23的高度通过一升降机构29进行调整。此时，为方便设置，升降机构29的下部安装在支座28上。升降机构29的具体结构并不受限，可以是举升架，也可以是螺杆架，只要可以达到驱动长晶槽23升降的功能即可。
[0048]在未设置该升降机构29时，如图5所示，在晶体30成长到一定厚度时，熔体会流淌不畅。设置该升降机构29后，如图6所示，在晶体30成长到一定厚度时，通过该升降机构29调整长晶槽23高度，使得熔体流畅地在其中通过。
[0049]本实用新型与现有技术相比，本实用新型的平板型蓝宝石长晶装置2中，长晶槽
23内设置晶种30，通过熔体的流淌与晶种30反应，从而生成晶体，而且长晶槽23平面设置，使得熔体流经该晶种30上部逐层结晶，形成平板型晶体，在作为盖板使用时材料利用率高，加工环节少，从而节约资源，降低消耗。
[0050]本实用新型的技术方案已由优选实施例揭示如上。本领域技术人员应当意识到在不脱离本实用新型所附的权利要求所揭示的本实用新型的范围和精神的情况下所作的更动与润饰，均属本实用新型的权利要求的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种平板型蓝宝石长晶装置，其特征在于，包括: 第一熔炉，所述第一熔炉用于容置熔体，所述第一熔炉具有第一通口 ； 第二熔炉，所述第二熔炉具有第二通口，所述第二通口低于所述第一通口 ； 长晶槽，所述长晶槽一端为入口，另一端为出口，所述入口连通所述第一通口，所述出口连通第二通口，所述长晶槽用于容置晶种。
2.如权利要求1所述的平板型蓝宝石长晶装置，其特征在于，所述第一熔炉与所述长晶槽之间设置有第一引流结构，所述第一通口与所述长晶槽的入口通过该第一引流结构连通。
3.如权利要求2所述的平板型蓝宝石长晶装置，其特征在于，所述第一引结构为一倾斜设置的引流槽。
4.如权利要求3所述的平板型蓝宝石长晶装置，其特征在于，所述引流槽的内壁设置有电热丝，该电热丝对所述引流槽加热。
5.如权利要求1所述的平板型蓝宝石长晶装置，其特征在于，所述第二熔炉与所述长晶槽之间设置有第二引流结构，所述第二通口与所述长晶槽的出口通过该第二引流结构连通。
6.如权利要求5所述的平板型蓝宝石长晶装置，其特征在于，所述第二引流结构为一倾斜设置的引流槽。
7.如权利要求6所述的平板型蓝宝石长晶装置，其特征在于，所述引流槽的内壁设置有电热丝，该电热丝对所述引流槽加热。
8.如权利要求1所述的平板型蓝宝石长晶装置，其特征在于，所述第一熔炉与所述第二熔炉之间还连通设置有导管，在一动力装置驱动下通过该导管将所述第二熔炉内的熔体输送至所述第一熔炉内。
9.如权利要求8所述的平板型蓝宝石长晶装置，其特征在于，所述第一通口为所述第一熔炉上部的敞口，所述第二通口为所述第二熔炉上部的敞口，所述导管两头分别连通两所述敞口。
10.如权利要求9所述的平板型蓝宝石长晶装置，其特征在于，所述导管的内壁设置有电热丝，该电热丝对所述导管加热。
11.如权利要求1所述的平板型蓝宝石长晶装置，其特征在于，所述长晶槽倾斜设置，使得所述入口高于所述出口。
12.如权利要求1所述的平板型蓝宝石长晶装置，其特征在于，所述长晶槽的高度通过一升降机构进行调整。
13.如权利要求12所述的平板型蓝宝石长晶装置，其特征在于，所述升降机构的下部安装在一支座上。
14.如权利要求1所述的平板型蓝宝石长晶装置，其特征在于，所述长晶槽的内壁设置有电热丝，该电热丝对所述长晶槽加热。
15.如权利要求1所述的平板型蓝宝石长晶装置，其特征在于，所述第一熔炉与所述第二熔炉结构相同，所述第一熔炉下部安装在一底座上。
16.如权利要求1所述的平板型蓝宝石长晶装置，其特征在于，所述长晶槽为矩形槽。
【文档编号】C30B29/20GK203795013SQ201420207673
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2014年4月25日
【发明者】唐彬, 石玉川, 李赟 申请人:南昌欧菲光学技术有限公司, 南昌欧菲光科技有限公司, 深圳欧菲光科技股份有限公司, 苏州欧菲光科技有限公司