籽晶更换装置、晶体生长炉及籽晶更换方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种籽晶更换装置、晶体生长炉及籽晶更换方法，籽晶更换装置包括承载件、籽晶轴、控制组件及辅助件，承载件包括中空杆及与中空杆连接且连通的第一夹头，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；籽晶轴包括籽晶杆及与籽晶杆连接的第二夹头；控制组件用于驱动承载件及籽晶轴在晶体生长炉内运动；在控制组件驱动承载件运动至辅助件时，辅助件用于将位于第一夹头的籽晶转移至辅助件；并在控制组件驱动籽晶轴运动至辅助件时，辅助件用于将位于辅助件的籽晶转移至第二夹头，或将位于第二夹头的籽晶转移至与辅助件。该籽晶更换装置能够避免备用籽晶长时间处于高温环境内而造成损伤，保证籽晶的质量。保证籽晶的质量。保证籽晶的质量。

【技术实现步骤摘要】
籽晶更换装置、晶体生长炉及籽晶更换方法


[0001]本专利技术涉及晶体生长装置
，特别是一种籽晶更换装置、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，会在籽晶杆内沿其长度方向设置多个备用籽晶，当最底部的籽晶损坏后，取下最底部的籽晶，位于籽晶杆内的备用籽晶会在重力作用下落至籽晶杆的最底部以替换损坏的籽晶。
[0004]但是，由于在晶体生长过程中晶体生长炉处于高温状态，因此，籽晶杆长时间处于高温环境内，容易造成籽晶杆内的备用籽晶损伤，影响长晶效果。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述问题，提供一种籽晶更换装置、晶体生长炉及籽晶更换方法，该籽晶更换装置能够避免备用籽晶长时间处于高温环境内而造成损伤，保证籽晶的质量。
[0006]本专利技术首先提供一种籽晶更换装置，设置于晶体生长炉内，并用于更换籽晶，包括：承载件，可活动地设置于所述晶体生长炉内，包括中空杆及与所述中空杆连接且连通的第一夹头，所述中空杆用于容置沿着其长度方向依次层叠设置的多个所述籽晶，所述第一夹头用于夹持所述籽晶；籽晶轴，可活动地设置于所述晶体生长炉内，包括籽晶杆及与所述籽晶杆连接的第二夹头，所述第二夹头用于夹持所述籽晶；控制组件，设置于所述晶体生长炉内，并用于驱动所述承载件及所述籽晶轴在所述晶体生长炉内运动；以及辅助件，设置于所述晶体生长炉内，以在所述控制组件驱动所述承载件运动至所述辅助件时，所述辅助件用于将位于所述第一夹头的所述籽晶转移至所述辅助件；并在所述控制组件驱动所述籽晶轴运动至所述辅助件时，所述辅助件用于将位于所述辅助件的所述籽晶转移至所述第二夹头，或将位于所述第二夹头的所述籽晶转移至与所述辅助件。
[0007]上述籽晶更换装置中，当需要更换籽晶时，首先将第二夹头内损坏的籽晶转移至辅助件上，然后再将第一夹头内新的备用籽晶也转移至辅助件上，再将该备用籽晶转移至第二夹头内，以实现在籽晶因熔化过度或熔断而损坏后不打开晶体生长炉的炉盖直接在炉内更换籽晶；备用籽晶设置于承载件内，而籽晶轴只在底部的第二夹头内设置一个籽晶用于伸入晶体生长炉的坩埚内进行引晶，这样，备用籽晶在承载件内就不需要靠近热场，避免备用籽晶长时间处于高温环境内而造成损伤，保证备用籽晶的质量。
[0008]在其中一个实施例中，所述辅助件包括固定设置于所述晶体生长炉的内壁的托
盘。
[0009]如此设置，托盘可以用于收纳损坏的籽晶，也可以用于临时支撑新的籽晶。
[0010]在其中一个实施例中，所述托盘包括相互固定的底壁及侧壁，所述底壁及所述侧壁围设形成用于卡设所述籽晶的凹槽。
[0011]如此设置，底壁能够支撑籽晶，相对的两侧的侧壁用于夹设籽晶，以保证籽晶能够稳定支撑于凹槽内。
[0012]在其中一个实施例中，所述第一夹头包括第一筒体，所述第一筒体设有第一限位槽，所述第一限位槽包括相互连通的第一大径部及第一小径部，所述第一大径部与所述中空杆连通，所述第一大径部与所述第一小径部之间形成用于支撑所述籽晶的第一台阶部，所述第一筒体还设有与所述第一限位槽连通且贯穿所述第一筒体的侧壁的第一通道，以供所述籽晶通过所述第一通道与所述第一夹头分离；所述第二夹头包括第二筒体，所述第二筒体设有第二限位槽，所述第二限位槽包括相互连通的第二大径部及第二小径部，所述第二大径部与所述第二小径部之间形成支撑所述籽晶的第二台阶部，所述第二筒体还设有与所述第二限位槽连通且贯穿所述第二筒体的侧壁的第二通道，以供所述籽晶通过所述第二通道安装至所述第二夹头内或通过所述第二通道与所述第二夹头分离。
[0013]如此设置，可以利用第一台阶部及第二台阶部来支撑籽晶，还可以通过第一通道及第二通道将籽晶移出第一夹头及第二夹头。
[0014]在其中一个实施例中，所述第一台阶部包括与所述第一大径部连通的第一大径端和与所述第一小径部连通的第一小径端，所述第一大径端，所述第一台阶部的内径自所述第一大径端向所述第一小径端逐渐减小；所述第二台阶部包括与所述第二大径部连通的第二大径端和与所述第二小径部连通的第二小径端，所述第二大径端，所述第二台阶部的内径自所述第二大径端向所述第二小径端逐渐减小。
[0015]如此设置，第一台阶部及第二台阶部就能够将籽晶稳定地支撑，保证籽晶在不受外力的作用时不会脱离第一夹头或第二夹头。
[0016]在其中一个实施例中，所述第一通道包括相互连通的第一避让部及第二避让部，第一避让部与所述第一大径部连通且位于所述第一大径端的上方，所述第二避让部与所述第一台阶部及所述第一小径部连通；所述第二通道包括相互连通的第三避让部及第四避让部，第三避让部与所述第二大径部连通且位于所述第二大径端的上方，所述第四避让部与所述第二台阶部及所述第二小径部连通。
[0017]如此设置，在未施加外力的状态下，籽晶与第一通道及第二通道的内壁之间具有一定的干涉，籽晶无法通过第一通道及第二通道与第一夹头及第二夹头分离，保证籽晶在第一夹头及第二夹头内时的可靠性。
[0018]在其中一个实施例中，所述控制组件包括用于带动所述承载件及所述籽晶轴单独升降的升降组件，以及用于带动所述承载件及所述籽晶轴共同转动的旋转组件。
[0019]如此设置，控制组件能够通过控制承载件及籽晶轴在晶体生长炉内转动或升降来与辅助件配合更换籽晶。同时，控制组件能够单独控制籽晶轴下降至坩埚内进行引晶。
[0020]本专利技术还提供一种晶体生长炉，包括：炉室，包括隔热层，所述隔热层将所述炉室分隔为保温区及机构操纵区；以及上述的籽晶更换装置，所述承载件、所述控制组件及所述辅助件均位于所述机构操纵区，所述籽晶轴可活动地设置于所述保温区及所述机构操纵
区。
[0021]如此设置，在隔热层的作用下，机构操纵区内的温度较低，从而能够进一步避免位于承载件内的备用籽晶处于高温环境中，保证备用籽晶的质量。
[0022]本专利技术还提供一种籽晶更换方法，包括步骤：转动旋转组件，以使承载件位于辅助件上方；下降所述承载件，直至第一夹头内的籽晶底部接触所述辅助件并被抬升至与第一通道对应；转动所述旋转组件，将待更换的所述籽晶通过所述第一通道从第一夹头转移至所述辅助件上；在重力作用下，位于第一籽晶杆内的所述籽晶落到所述第一夹头中；上升或下降籽晶轴，直至第二通道与所述辅助件上的所述籽晶对应；转动所述旋转组件，以使所述籽晶通过第二通道从所述辅助件转移至第二夹头内；抬升所述籽晶轴，以使所述第二夹头带动所述籽晶上升。
[0023]如此设置，使用该方法将承载件内的备用籽晶通过辅助件安装至籽晶轴上，备用籽晶在承载件内就不需要靠近热场，避免备用籽晶长时间处于高温环境内而造成损伤，保证备用籽晶的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种籽晶更换装置，设置于晶体生长炉内，并用于更换籽晶（6），其特征在于，包括：承载件（1），可活动地设置于所述晶体生长炉内，包括中空杆（11）及与所述中空杆（11）连接且连通的第一夹头（12），所述中空杆（11）用于容置沿着其长度方向依次层叠设置的多个所述籽晶（6），所述第一夹头（12）用于夹持所述籽晶（6）；籽晶轴（2），可活动地设置于所述晶体生长炉内，包括籽晶杆（21）及与所述籽晶杆（21）连接的第二夹头（22），所述第二夹头（22）用于夹持所述籽晶（6）；控制组件（3），设置于所述晶体生长炉内，并用于驱动所述承载件（1）及所述籽晶轴（2）在所述晶体生长炉内运动；以及辅助件（4），设置于所述晶体生长炉内，以在所述控制组件（3）驱动所述承载件（1）运动至所述辅助件（4）时，所述辅助件（4）用于将位于所述第一夹头（12）的所述籽晶（6）转移至所述辅助件（4）；并在所述控制组件（3）驱动所述籽晶轴（2）运动至所述辅助件（4）时，所述辅助件（4）用于将位于所述辅助件（4）的所述籽晶（6）转移至所述第二夹头（22），或将位于所述第二夹头（22）的所述籽晶（6）转移至与所述辅助件（4）。2.根据权利要求1所述的籽晶更换装置，其特征在于，所述辅助件（4）包括固定设置于所述晶体生长炉的内壁的托盘（41）。3.根据权利要求2所述的籽晶更换装置，其特征在于，所述托盘（41）包括相互固定的底壁（411）及侧壁（412），所述底壁（411）及所述侧壁（412）围设形成用于卡设所述籽晶（6）的凹槽（413）。4.根据权利要求1所述的籽晶更换装置，其特征在于，所述第一夹头（12）包括第一筒体（121），所述第一筒体（121）设有第一限位槽（122），所述第一限位槽（122）包括相互连通的第一大径部（1221）及第一小径部（1222），所述第一大径部（1221）与所述中空杆（11）连通，所述第一大径部（1221）与所述第一小径部（1222）之间形成用于支撑所述籽晶（6）的第一台阶部（1223），所述第一筒体（121）还设有与所述第一限位槽（122）连通且贯穿所述第一筒体（121）的侧壁（412）的第一通道（123），以供所述籽晶（6）通过所述第一通道（123）与所述第一夹头（12）分离；所述第二夹头（22）包括第二筒体（221），所述第二筒体（221）设有第二限位槽（222），所述第二限位槽（222）包括相互连通的第二大径部（2221）及第二小径部（2222），所述第二大径部（2221）与所述第二小径部（2222）之间形成支撑所述籽晶（6）的第二台阶部（2223），所述第二筒体（221）还设有与所述第二限位槽（222）连通且贯穿所述第二筒体（221）的侧壁（412）的第二通道（223），以供所述籽晶（6）通过所述第二通道（223）安装至所述第二夹头（22）内或通过所述第二通道（223）与所述第二夹头（22）分离。5.根据权利要求4所述的籽晶更换装置，其特征在于，所述第一台阶部（1223）包括与所述第一大径部（1221）连通的第一大径端（1223a）和与所述第一小径部（1222）连通的第一小径端（1223b），所述第一大...

【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：