一种大尺寸蓝宝石晶体生长炉专用双称重系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种大尺寸蓝宝石晶体生长炉专用双称重系统，包括蓝宝石晶体生长炉，所述蓝宝石晶体生长炉的一侧设置有竖直方向的滑竿，所述滑竿上滑动安装有滑座，所述滑座横架在滑竿上，且一端延伸至蓝宝石晶体生长炉的正上方，所述滑座上连接有SL轴的一端，所述SL轴与滑竿平行，且SL轴延伸至蓝宝石晶体生长炉的内部。本实用新型专利技术晶体生长过程中，双称重系统可实时监测蓝宝石晶体的重量变化值，保证监测数据的准确性；固体、熔体两套重量变化感应装置的监测数据可辅助计算制造不同等级晶体时需要的投料量，并精确到0.02kg以内；晶体切离完成后，熔体重量变化感应装置的监测数据可直接反应炉体内部的残料量，为炉体的再次使用提供准确数据。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及系统的结构设计
，尤其涉及一种大尺寸蓝宝石晶体生长炉专用双称重系统。
技术介绍
蓝宝石晶体生长炉是高纯氧化铝(Al2O3)转化为单晶向蓝宝石晶体的的必备设备，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。目前超高亮度白/蓝光LED的品质取决于氮化镓外延(GaN)的材料品质，而氮化镓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Ⅲ-Ⅴ和Ⅱ-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。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。通用的泡生法蓝宝石晶体炉的称重系统，多设计成上称重系统且采用单个或两个称重传感器安装于SL轴上端，主要对籽晶杆、籽晶与晶体质量之和进行称量，其量程一般为0～250kg，测量精度最高为±0.002kg，但是这种设计方案的称重系统具有以下不足之处：(1)称重系统性能极易影响称重精度，称重系统若出现故障会导致称重精度产生明显的偏差；(2)人工晶体生长的不同阶段，上称重系统的称重精度偏差变化较大；(3)称重系统只能监测与籽晶杆和籽晶相连接的晶体的质量变化而不能监测晶体炉内部，比如在引晶过程和扩肩初期，晶体的单位时间变量远小于2克，其量程仅为0-10公斤，而随着晶体的慢慢长大，其单位时间变量也逐渐增大。为此我们设计出一种大尺寸蓝宝石晶体生长炉专用双称重系统，来解决上述问题。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种大尺寸蓝宝石晶体生长炉专用双称重系统。为了实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：一种大尺寸蓝宝石晶体生长炉专用双称重系统，包括蓝宝石晶体生长炉，所述蓝宝石晶体生长炉的一侧设置有竖直方向的滑竿，所述滑竿上滑动安装有滑座，所述滑座横架在滑竿上，且一端延伸至蓝宝石晶体生长炉的正上方，所述滑座上连接有SL轴的一端，所述SL轴与滑竿平行，且SL轴延伸至蓝宝石晶体生长炉的内部，所述SL轴与滑座的连接处安装有固体重量变化感应装置，所述固体重量变化感应装置设置有四组第一感应片，且编号为A1、A2、A3和A4，所述蓝宝石晶体生长炉的的底部设置有支座，所述支座的上端固定安装有支撑横板，所述支座与蓝宝石晶体生长炉炉体的连接处安装有熔体重量变化感应装置，所述熔体重量变化感应装置设置有四组第二感应片，且编号为B1、B2、B3和B4。优选的，所述固体重量变化感应装置与熔体重量变化感应装置设置为同时工作，互不影响。优选的，所述蓝宝石晶体生长炉单独配置一台数据分析仪，且该分析仪通过数据传输线与固体重量变化感应装置与熔体重量变化感应装置连接。优选的，所述滑座与滑竿滑动连接处设置有固定装置。优选的，所述固体重量变化感应装置与熔体重量变化感应装置内部安装有称重传感器，且称重传感器具体为光电式、液压式、电磁力式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式、电阻应变式的一种或多种。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1、晶体生长过程中，双称重系统可实时监测蓝宝石晶体的重量变化值，保证监测数据的准确性；2、晶体生长过程中，固体、熔体两套重量变化感应装置的监测数据可辅助计算制造不同等级晶体时需要的投料量，并精确到0.02kg以内；3、晶体生长过程中，固体、熔体两套重量变化感应装置在某一时刻的监测数据之和与投料量作差，差值可用于辅助判断称重系统的工作状况和晶体的生长状况；4、晶体生长过程中，熔体重量变化感应装置的监测数据可用于辅助判断晶体生长情况异常的原因是称重系统异常还是发生了晶体生长异常，并排除异常情况可能造成的连锁不良反应。5、晶体切离完成后，熔体重量变化感应装置的监测数据可直接反应炉体内部的残料量，为炉体的再次使用提供准确数据。附图说明图1为本技术提出的一种大尺寸蓝宝石晶体生长炉专用双称重系统的结构示意图。图中：1固体重量变化感应装置、2SL轴、3滑座、4支撑横板、5熔体重量变化感应装置、6支座、7蓝宝石晶体生长炉、8滑竿。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。参照图1，一种大尺寸蓝宝石晶体生长炉专用双称重系统，包括蓝宝石晶体生长炉7，蓝宝石晶体生长炉7的一侧设置有竖直方向的滑竿8，滑竿8上滑动安装有滑座3，滑座3与滑竿8滑动连接处设置有固定装置，滑座3横架在滑竿8上，且一端延伸至蓝宝石晶体生长炉7的正上方，滑座3上连接有SL轴2的一端，SL轴2与滑竿8平行，且SL轴2延伸至蓝宝石晶体生长炉7的内部，SL轴2与滑座3的连接处安装有固体重量变化感应装置1，固体重量变化感应装置1设置有四组第一感应片，且编号为A1、A2、A3和A4，蓝宝石晶体生长炉7的的底部设置有支座6，支座6的上端固定安装有支撑横板4，支座6与蓝宝石晶体生长炉7炉体的连接处安装有熔体重量变化感应装置5，熔体重量变化感应装置5设置有四组第二感应片，且编号为B1、B2、B3和B4，固体重量变化感应装置1与熔体重量变化感应装置5设置为同时工作，互不影响，固体重量变化感应装置1与熔体重量变化感应装置5内部安装有称重传感器，且称重传感器具体为光电式、液压式、电磁力式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式、电阻应变式的一种或多种，蓝宝石晶体生长炉7单独配置一台数据分析仪，且该分析仪通过数据传输线与固体重量变化感应装置1与熔体重量变化感应装置5连接。本技术双称重系统工作时，固体重量变化感应装置1可实时监测晶体重量的变化值，并提供监测数据；熔体重量变化感应装置5可实时监测蓝宝石晶体生长炉内部的高温熔体重量的变化值，并提供监测数据。利用蓝宝石晶体生长炉7配置的数据分析仪实时记录、分析两组监测数据，分别计算两组数据在某一时刻的平均值并求和，用平均值之和与投料量作差，差值即可反映大尺寸蓝宝石晶体在该时刻的生长状态，为工艺员及时调整电压、电流、温度、转速等参数提供依据，为提高大尺寸蓝宝石晶体的合格率、降低品质缺陷提供数据支持。以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本技术揭露的技术范围内，根据本技术的技术方案及其技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大尺寸蓝宝石晶体生长炉专用双称重系统，包括蓝宝石晶体生长炉(7)，其特征在于，所述蓝宝石晶体生长炉(7)的一侧设置有竖直方向的滑竿(8)，所述滑竿(8)上滑动安装有滑座(3)，所述滑座(3)横架在滑竿(8)上，且一端延伸至蓝宝石晶体生长炉(7)的正上方，所述滑座(3)上连接有SL轴(2)的一端，所述SL轴(2)与滑竿(8)平行，且SL轴(2)延伸至蓝宝石晶体生长炉(7)的内部，所述SL轴(2)与滑座(3)的连接处安装有固体重量变化感应装置(1)，所述固体重量变化感应装置(1)设置有四组第一感应片，且编号为A1、A2、A3和A4，所述蓝宝石晶体生长炉(7)的的底部设置有支座(6)，所述支座(6)的上端固定安装有支撑横板(4)，所述支座(6)与蓝宝石晶体生长炉(7)炉体的连接处安装有熔体重量变化感应装置(5)，所述熔体重量变化感应装置(5)设置有四组第二感应片，且编号为B1、B2、B3和B4。

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸蓝宝石晶体生长炉专用双称重系统，包括蓝宝石晶体生长炉(7)，其特征在于，所述蓝宝石晶体生长炉(7)的一侧设置有竖直方向的滑竿(8)，所述滑竿(8)上滑动安装有滑座(3)，所述滑座(3)横架在滑竿(8)上，且一端延伸至蓝宝石晶体生长炉(7)的正上方，所述滑座(3)上连接有SL轴(2)的一端，所述SL轴(2)与滑竿(8)平行，且SL轴(2)延伸至蓝宝石晶体生长炉(7)的内部，所述SL轴(2)与滑座(3)的连接处安装有固体重量变化感应装置(1)，所述固体重量变化感应装置(1)设置有四组第一感应片，且编号为A1、A2、A3和A4，所述蓝宝石晶体生长炉(7)的的底部设置有支座(6)，所述支座(6)的上端固定安装有支撑横板(4)，所述支座(6)与蓝宝石晶体生长炉(7)炉体的连接处安装有熔体重量变化感应装置(5)，所述熔体重量变化感应装置(5)设置有四组第二感应片，且编号为B1...

【专利技术属性】
技术研发人员：腾斌，康森，王国强，段斌斌，王勤峰，张吉，徐金鑫，孙亚雄，丁钰明，倪浩然，常慧，
申请(专利权)人：天通银厦新材料有限公司，
类型：新型
国别省市：宁夏;64