晶体生长炉及籽晶更换方法技术

本发明专利技术涉及一种晶体生长炉及籽晶更换方法，晶体生长炉包括炉室、籽晶承载件、位置操纵机构和更换辅助件。籽晶承载件位于炉室，包括中空杆和与中空杆连接且连通的籽晶夹头，中空杆用于容置沿着其长度方向依次层叠设置的多个籽晶，籽晶夹头用于夹持籽晶；位置操纵机构活动设置于机构操纵区内；更换辅助件位于机构操纵区内。本发明专利技术的优点在于：沿着中空杆的长度方向，中空杆内可以依次层叠设置多个籽晶，籽晶夹头也能夹持一个籽晶，从而通过结构较为简单的籽晶承载件来实现在晶体生长炉的炉室内放置多个籽晶。而且，在籽晶承载件所能携带的籽晶的数量范围内，籽晶数量的增加不会导致籽晶承载件的结构更复杂。籽晶承载件的结构更复杂。籽晶承载件的结构更复杂。

【技术实现步骤摘要】
晶体生长炉及籽晶更换方法


[0001]本专利技术涉及晶体生长
，特别是涉及一种晶体生长炉及籽晶更换方法。

技术介绍

[0002]目前，蓝宝石越来越广泛地应用于光电产业，现有技术通过使用蓝宝石晶体生长炉来生长蓝宝石晶体，具体是让蓝宝石晶体生长炉中设置的籽晶和熔融状的氧化铝熔融液接触来生长蓝宝石晶体。
[0003]现有技术使用蓝宝石晶体生长炉来生产蓝宝石时，为了在籽晶因熔化过度或熔断而损坏后不打开炉盖直接在炉内更换籽晶，会在蓝宝石晶体生长炉内设置多个籽晶，当位于籽晶杆上生长晶棒的籽晶损坏后，可以用炉内的其他籽晶来替换损坏的籽晶来生长蓝宝石晶体。
[0004]现有技术为了在炉内放置多个籽晶而在蓝宝石晶体生长炉内设置多个籽晶杆，让每个籽晶杆携带一个籽晶。在生长晶体时，移动其中一个籽晶杆至生长晶体的位置，使该籽晶杆上携带的籽晶与氧化铝熔融液接触。当该籽晶杆上携带的籽晶损坏后，将该籽晶杆移开，再将其他籽晶杆移到生长晶体的位置，用其他籽晶杆上携带的籽晶生长晶体。然而，这会导致晶体生长炉的用于携带籽晶的结构复杂，而且，携带的籽晶越多，相应设置的籽晶杆就越多，晶体生长炉的用于携带籽晶的结构就越复杂。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术针对上述技术问题，提供一种晶体生长炉，该晶体生长炉可以通过结构较为简单的籽晶承载件来实现在晶体生长炉的炉室内放置多个籽晶，而且，在籽晶承载件所能携带的籽晶的数量的范围内，籽晶数量的增加不会导致籽晶承载件的结构更复杂。
[0006]本专利技术提供的晶体生长炉，包括炉室、籽晶承载件、位置操纵机构和更换辅助件。炉室包括隔热层，隔热层将炉室分隔为保温区和机构操纵区；籽晶承载件位于炉室，包括中空杆和与中空杆连接且连通的籽晶夹头，中空杆用于容置沿着其长度方向依次层叠设置的多个籽晶，籽晶夹头用于夹持籽晶；位置操纵机构活动设置于机构操纵区内，包括用于带动籽晶承载件升降的升降组件，以及用于带动籽晶承载件转动的转动组件；更换辅助件位于机构操纵区内，以在转动组件带动籽晶承载件转动至更换辅助件时，更换辅助件用于将位于籽晶夹头上的籽晶与籽晶夹头分离。
[0007]在其中一个实施方式中，籽晶夹头包括筒体和开设于筒体内的限位槽，限位槽包括第一大径部和与第一大径部连通的第一小径部，第一大径部与第一小径部之间形成支撑籽晶的台阶，筒体内还包括与限位槽连通的避让通道，以供籽晶通过避让通道与籽晶夹头分离。
[0008]如此设置，可以利用台阶来支撑籽晶，且可以让籽晶的一部分通过第一小径部露出筒体与熔融液接触从而生长晶体。当籽晶损坏后，可以通过避让通道将籽晶移出籽晶夹
头。
[0009]在其中一个实施方式中，第一大径部包括大径端和与大径端连通的小径端，小径端与第一小径部连通，大径端自小径端的径向尺寸逐渐变小。
[0010]如此设置，第一大径部与第一小径部之间形成的台阶可以将籽晶稳定地支撑，保证籽晶在不受外力作用时不会脱离籽晶夹头。
[0011]在其中一个实施方式中，避让通道包括位于大径端上方且贯穿筒体的侧壁的第一避让通道和贯穿筒体侧壁与限位槽连通的第二避让通道。
[0012]如此设置，便于将损坏的籽晶通过第一避让通道和第二避让通道移出籽晶夹头。
[0013]在其中一个实施方式中，籽晶承载件还包括多个隔板，隔板将中空杆分隔成多个用于容置籽晶的容置腔；隔板可活动地设于中空杆，且隔板上设有避让孔，以在避让孔与限位槽相对时，籽晶穿过避让孔进入籽晶夹头。
[0014]如此设置，可以在每个容置腔内携带一个籽晶作为备用的籽晶，从而让一个籽晶承载件携带多个籽晶，而且，只要携带的备用的籽晶的数量不超过容置腔的数量，就可以只用一个中空杆来携带这些备用的籽晶。即：用于携带籽晶的结构，不会随着携带的籽晶的数量的增多而变得更复杂。隔板能够起到支撑籽晶的作用，当籽晶夹头所夹持的籽晶损坏时，可以让支撑最下方备用的籽晶的隔板的避让孔与限位槽相对，从而让最下方备用的籽晶在重力作用下穿过避让孔，落到籽晶夹头中。而且，这使得在最下方备用的籽晶落到籽晶夹头中之后，容置于上方容纳腔的备用的籽晶位于保温区外，从而避免这些备用的籽晶进入高温环境受热损伤。
[0015]在其中一个实施方式中，机构操纵区内设有推件，以在隔板与推件抵接时，推动隔板相对于中空杆移动。
[0016]如此设置，在需要用备用的籽晶替换籽晶夹头中损坏的籽晶时，可以通过推件推动支撑最下方备用的籽晶的隔板，使其避让孔与限位槽相对，让最下方的备用的籽晶在重力作用下穿过避让孔，落到籽晶夹头中。
[0017]在其中一个实施方式中，位置操纵机构还包括动力轴和离合器，转动组件还包括第二输入轴和转盘，升降组件还包括第一输入轴、传动件和螺母，传动件连接于第一输入轴，转盘固定连接于第二输入轴，螺母可转动连接于转盘，中空杆的外周面设置有外螺纹，螺母的内周面设置有与外螺纹配合的内螺纹，传动件远离动力轴的一侧带动螺母转动，离合器用于控制动力轴在连接第一输入轴和第二输入轴中的一者的同时与另一者断开连接。
[0018]如此设置，当离合器将第一输入轴与动力轴连接，且将第二输入轴与离合器之间的连接断开时，动力轴带动第一输入轴，第一输入轴带动传动件，传动件带动螺母旋转，螺母通过螺纹传动带动籽晶承载件升降，从而使籽晶夹头所夹持的籽晶与熔融液接触或者将籽晶夹头所夹持的籽晶抬升至机构操纵区；当离合器将第二输入轴与动力轴连接，且将第一输入轴与动力轴之间的连接断开时，动力轴带动第二输入轴转动，第二输入轴带动转盘旋转，螺母和籽晶承载件跟随转盘绕第二输入轴旋转。
[0019]在其中一个实施方式中，更换辅助件为固设于炉室内壁上的托盘。
[0020]如此设置，可以在炉室内用备用的籽晶替换籽晶夹头中损坏的籽晶，完成籽晶的更换。
[0021]本专利技术还提供一种籽晶更换方法，用于上述的晶体生长炉，该籽晶更换方法包括
步骤：抬升籽晶承载件，以使待更换的籽晶自保温区移至机构操纵区；转动转盘，以使籽晶承载件位于更换辅助件上方；下降籽晶承载件，直至籽晶底部接触更换辅助件并被抬升至与第一避让通道对应；旋转转盘，将待更换的籽晶通过避让通道从籽晶夹头中脱离；位于中空杆内的籽晶在重力作用下落到籽晶夹头中。
[0022]在其中一个实施方式中，在位于中空杆内的籽晶在重力作用下落到所述籽晶夹头中的步骤之前，还包括步骤：升降籽晶承载件，以使最下方的容置有籽晶的容置腔所对应的隔板与推件对齐。
[0023]转动转盘至隔板与推件抵接，以推动隔板将避让孔与限位槽对应。
[0024]如此设置，可以通过推件来推动隔板，使避让孔与限位槽对应，从而让备用的籽晶在重力作用下穿过避让孔，落到籽晶夹头中。而且，当需要多次更换籽晶时，可以将备用的籽晶按照由下往上的顺序依次落到籽晶夹头中，保证每个容纳腔内的备用的籽晶都能够落到籽晶夹头中。
[0025]本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术提供的晶体生长炉的籽晶承载件包括中空杆和与中空杆连接且连通的籽晶夹头，沿着本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶体生长炉，用于更换籽晶(10)，其特征在于，包括：炉室(20)，包括隔热层(21)，所述隔热层(21)将所述炉室(20)分隔为保温区(22)和机构操纵区(23)；籽晶承载件(30)，位于所述炉室(20)，包括中空杆(31)和与所述中空杆(31)连接且连通的籽晶夹头(32)，所述中空杆(31)用于容置沿着其长度方向依次层叠设置的多个所述籽晶(10)，所述籽晶夹头(32)用于夹持所述籽晶(10)；位置操纵机构(40)，活动设置于所述机构操纵区(23)内，包括用于带动所述籽晶承载件(30)升降的升降组件(41)，以及用于带动所述籽晶承载件(30)转动的转动组件(42)；以及更换辅助件(50)，位于所述机构操纵区(23)内，以在所述转动组件(42)带动所述籽晶承载件(30)转动至所述更换辅助件(50)时，所述更换辅助件(50)用于将位于所述籽晶夹头(32)上的所述籽晶(10)与所述籽晶夹头(32)分离。2.根据权利要求1所述的晶体生长炉，其特征在于，所述籽晶夹头(32)包括筒体(321)和开设于所述筒体(321)内的限位槽(322)，所述限位槽(322)包括第一大径部(3221)和与所述大径部连通的第一小径部(3222)，所述第一大径部(3221)与所述第一小径部(3222)之间形成支撑所述籽晶(10)的台阶(3223)，所述筒体(321)内还包括与所述限位槽(322)连通的避让通道(3211)，以供所述籽晶(10)通过所述避让通道(3211)与所述籽晶夹头(32)分离。3.根据权利要求2所述的晶体生长炉，其特征在于，所述第一大径部(3221)包括大径端和与所述大径端连通的小径端，所述小径端与所述第一小径部(3222)连通，所述大径端自所述小径端的径向尺寸逐渐变小。4.根据权利要求3所述的晶体生长炉，其特征在于，所述避让通道(3211)包括位于所述大径端上方且贯穿所述筒体(321)的侧壁的第一避让通道(32111)和贯穿所述筒体(321)侧壁与所述限位槽(322)连通的第二避让通道(32112)。5.根据权利要求2所述的晶体生长炉，其特征在于，所述籽晶承载件(30)还包括多个隔板(33)，所述隔板(33)将所述中空杆(31)分隔成多个用于容置所述籽晶(10)的容置腔(311)；所述隔板(33)可活动地设于所述中空杆(31)，且所述隔板(33)上设有避让孔(331)，以在所述避让孔(331)与所述限位槽(322)相对时，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹建伟，朱亮，傅林坚，张俊，欧阳鹏根，叶钢飞，阮文星，
申请(专利权)人：浙江晶盛机电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：