泡生法藍(lán)寶石長(zhǎng)晶設(shè)備的高精度全量程稱重系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】公開一種泡生法藍(lán)寶石長(zhǎng)晶設(shè)備的高精度全量程稱重系統(tǒng)，設(shè)置容腔和頂蓋，容腔底部設(shè)置圓形開口，并連接籽晶桿套筒，籽晶桿套筒上設(shè)置支撐圓臺(tái)，還包括晶升平臺(tái)，容腔內(nèi)設(shè)置高精度稱重傳感器，吸合裝置和籽晶桿支架，吸合裝置的頂面通過(guò)長(zhǎng)頸螺栓與頂蓋連接，可以上下移動(dòng)，吸合裝置的底面固定連接所述的高精度稱重傳感器，高精度稱重傳感器的底面固定連接籽晶桿支架，還設(shè)置至少兩個(gè)低精度的大量程稱重傳感器，晶升平臺(tái)上設(shè)置圓形通孔，大量程稱重傳感器對(duì)稱設(shè)置在晶升平臺(tái)的圓形通孔周圍，籽晶套筒居中穿過(guò)所述的晶升平臺(tái)的圓形通孔，籽晶桿套筒的支撐圓臺(tái)安裝在大量程稱重傳感器上，還設(shè)置電子裝置與吸合裝置，高精度稱重傳感器和大量程稱重傳感器連接。
【專利說(shuō)明】
泡生法藍(lán)寶石長(zhǎng)晶設(shè)備的高精度全量程稱重系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及泡生法藍(lán)寶石晶體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種泡生法藍(lán)寶石長(zhǎng)晶設(shè)備的高精度全量程稱重系統(tǒng)，同時(shí)可適用于其他相似領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]由于藍(lán)寶石晶體的光學(xué)穿透帶很寬，從近紫外光(190nm)到中紅外線都具有很好的透光性，因此被大量用在光學(xué)元件、紅外裝置、高強(qiáng)度激光鏡片材料及掩模材料上。目前超聞売度白/監(jiān)光LED的品質(zhì)取決于氣化嫁外延(GaN)的材料品質(zhì)，而氣化嫁外延品質(zhì)則與所使用的藍(lán)寶石基板表面加工品質(zhì)息息相關(guān)，藍(lán)寶石(單晶Al2O3) C面II1- V和I1- VI族沉積薄膜之間的晶格常數(shù)失配率小，同時(shí)符合GaN外延工藝中耐高溫的要求，使得藍(lán)寶石晶片成為制作白/藍(lán)/綠光LED的關(guān)鍵材料。
[0003]目前最成熟的生長(zhǎng)大尺寸低應(yīng)力無(wú)缺陷藍(lán)寶石晶體的技術(shù)仍然還是泡生法。目前泡生法生長(zhǎng)藍(lán)寶石晶體的重量越來(lái)越大，從35kg級(jí),發(fā)展到60kg級(jí),80kg級(jí)，10kg級(jí),甚至到120kg級(jí)。而晶體重量是體現(xiàn)晶體生長(zhǎng)狀況的重要參數(shù)，但是隨著晶體重量的增加，所采用的傳感器的重量等級(jí)也在不斷增加，導(dǎo)致稱重精度也不斷降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
本發(fā)明的主要目的在于提供一種泡生法藍(lán)寶石長(zhǎng)晶設(shè)備的高精度全量程稱重系統(tǒng)，為泡生法藍(lán)寶石長(zhǎng)晶設(shè)備在晶體生長(zhǎng)的整個(gè)階段提供有價(jià)值的稱重?cái)?shù)據(jù)。
[0005](二)技術(shù)方案
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種泡生法藍(lán)寶石長(zhǎng)晶設(shè)備的高精度全量程稱重系統(tǒng)，設(shè)置起到容納作用的容腔，所述的容腔頂部設(shè)置起到密封作用的頂蓋，所述的容腔底部設(shè)置圓形開口，并連接籽晶桿套筒，所述的籽晶桿套筒上設(shè)置支撐圓臺(tái)，還包括可以上下運(yùn)動(dòng)的晶升平臺(tái)，所述的容腔內(nèi)設(shè)置小量程的高精度稱重傳感器，吸合裝置和籽晶桿支架，所述的吸合裝置的頂面通過(guò)長(zhǎng)頸螺栓與所述的頂蓋連接，并可以上下移動(dòng)，所述的吸合裝置的底面通過(guò)螺栓固定連接所述的高精度稱重傳感器，所述的高精度稱重傳感器的底面通過(guò)螺栓固定連接所述的籽晶桿支架，還設(shè)置至少兩個(gè)低精度的大量程稱重傳感器，所述的晶升平臺(tái)上設(shè)置圓形通孔，所述的大量程稱重傳感器對(duì)稱設(shè)置在所述的晶升平臺(tái)的圓形通孔周圍，所述的籽晶套筒居中穿過(guò)所述的晶升平臺(tái)的圓形通孔，所述的籽晶桿套筒的支撐圓臺(tái)安裝在所述的大量程稱重傳感器上，還設(shè)置電子裝置，所述的電子裝置連接所述的吸合裝置，高精度稱重傳感器和大量程稱重傳感器，所述的電子裝置執(zhí)行稱重算法，所述的稱重算法包括:
1)在引晶之前，所述的電子裝置控制所述的吸合裝置處于工作狀態(tài)，與所述的頂蓋吸合，所述的電子裝置采集所述的高精度稱重傳感器的重量數(shù)據(jù)，并記為G。；
2)在引晶過(guò)程中，所述的電子裝置控制所述的吸合裝置保持工作狀態(tài)，所述的電子裝置采集所述的高精度稱重傳感器的重量數(shù)據(jù)G，并計(jì)算藍(lán)寶石晶體重量為G- G05
3)引晶結(jié)束時(shí)，所述的電子裝置采集高精度稱重傳感器的重量數(shù)據(jù)G1，計(jì)算此時(shí)的藍(lán)寶石晶體重量G1- G。，所述的電子裝置采集大量程稱重傳感器的重量數(shù)據(jù)，得到重量G’。；
4)引晶結(jié)束后，所述的電子裝置控制所述的吸合裝置退出工作狀態(tài)，與所述的頂蓋分離，所述的電子裝置采集大量程稱重傳感器的重量數(shù)據(jù)G’，計(jì)算藍(lán)寶石晶體的重量G’_ G' o+G!-G00
[0006]所述的大量程稱重傳感器的重量數(shù)據(jù)G’= (G\+ G’2+.....+ G’n)/N，其中，N為大量程稱重傳感器的數(shù)量，G’ N為第N個(gè)大量程稱重傳感器的重量數(shù)據(jù)。
[0007]所述的籽晶桿支架設(shè)置螺紋孔，與所述的籽晶桿連接，所述的籽晶桿居中設(shè)置在所述的籽晶桿套筒中，所述的籽晶桿末端設(shè)置籽晶夾頭。
[0008]所述的晶升平臺(tái)的通孔的內(nèi)徑大于所述的籽晶桿套筒的外徑。
[0009]所述的吸合裝置設(shè)置為電動(dòng)裝置，工作狀態(tài)與所述的頂蓋吸合，非工作狀態(tài)下向下移動(dòng)，與所述的頂蓋分離。
[0010]所述的吸合裝置設(shè)置為氣動(dòng)裝置，工作狀態(tài)與所述的頂蓋吸合，非工作狀態(tài)下向下移動(dòng)，與所述的頂蓋分離。
[0011]所述的吸合裝置設(shè)置為液壓驅(qū)動(dòng)裝置，工作狀態(tài)下與所述的頂蓋吸合，非工作狀態(tài)下向下移動(dòng)，與所述的頂蓋分離。
[0012]所述的吸合裝置向下移動(dòng)的最大位置設(shè)置為所述的籽晶桿支架的底部距離所述的容腔的底部的最大距離，也可以設(shè)置為所述的吸合裝置距離所述的長(zhǎng)頸螺栓的頭部的最大距離。
[0013](三)有益效果
從上述技術(shù)方案可以看出，本專利具有以下有益效果:在藍(lán)寶石晶體的整個(gè)生長(zhǎng)階段都能夠獲取有價(jià)值的稱重?cái)?shù)據(jù)。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為泡生法藍(lán)寶石長(zhǎng)晶設(shè)備的外形示意圖；
圖2為容腔內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合具體的實(shí)施實(shí)例對(duì)本專利作進(jìn)一步展開說(shuō)明，但需要指出的是，本發(fā)明所要求保護(hù)的結(jié)構(gòu)并不限于實(shí)施例及說(shuō)明書附圖中的具體結(jié)構(gòu)。對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以推知的其他結(jié)構(gòu)形式，亦屬于本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
[0016]請(qǐng)參閱圖1、圖2，一種泡生法藍(lán)寶石長(zhǎng)晶設(shè)備的高精度全量程稱重系統(tǒng)，設(shè)置起到容納作用的容腔1，所述的容腔I頂部設(shè)置起到密封作用的頂蓋2，所述的頂蓋2上設(shè)置了帶密封圈的開孔，可以為所述的容腔I內(nèi)部的裝置提供連接線。所述的容腔I設(shè)置在泡生法藍(lán)寶石長(zhǎng)晶設(shè)備的爐膛12的頂部。
[0017]所述的容腔I底部設(shè)置圓形開口，并連接籽晶桿套筒9，所述的籽晶桿套筒9上設(shè)置支撐圓臺(tái)10。還包括可以上下運(yùn)動(dòng)的晶升平臺(tái)11。
[0018]所述的容腔I內(nèi)設(shè)置小量程的高精度稱重傳感器4，吸合裝置3和籽晶桿支架5。
[0019]所述的吸合裝置3的頂面通過(guò)長(zhǎng)頸螺栓7與所述的頂蓋2連接，并可以上下移動(dòng)。所述的吸合裝置3設(shè)置為電動(dòng)裝置，工作狀態(tài)與所述的頂蓋2吸合，非工作狀態(tài)下向下移動(dòng)，與所述的頂蓋2分離；也可以為氣動(dòng)裝置，工作狀態(tài)與所述的頂蓋2吸合，非工作狀態(tài)下向下移動(dòng)，與所述的頂蓋2分離；也可以設(shè)置為液壓驅(qū)動(dòng)裝置，工作狀態(tài)下與所述的頂蓋2吸合，非工作狀態(tài)下向下移動(dòng)，與所述的頂蓋2分離。
[0020]所述的吸合裝置3的底面通過(guò)螺栓固定連接所述的高精度稱重傳感器4，所述的高精度稱重傳感器4的底面通過(guò)螺栓固定連接所述的籽晶桿支架5。所述的籽晶桿支架5設(shè)置螺紋孔，與所述的籽晶桿6連接，所述的籽晶桿6居中設(shè)置在所述的籽晶桿套筒9中，所述的籽晶桿6末端設(shè)置籽晶夾頭，所述的籽晶夾頭連接籽晶，所述的籽晶用于生長(zhǎng)藍(lán)寶石晶體。
[0021]所述的吸合裝置3向下移動(dòng)的最大位置設(shè)置為所述的籽晶桿支架5的底部距離所述的容腔I的底部的最大距離，也可以設(shè)置為所述的吸合裝置3距離所述的長(zhǎng)頸螺栓7的頭部的最大距離。
[0022]還設(shè)置至少兩個(gè)低精度的大量程稱重傳感器8，所述的晶升平臺(tái)11上設(shè)置圓形通孔，所述的大量程稱重傳感器8對(duì)稱設(shè)置在所述的晶升平臺(tái)11的圓形通孔周圍，所述的籽晶桿套筒9居中穿過(guò)所述的晶升平臺(tái)11的圓形通孔，所述的籽晶桿套筒9的支撐圓臺(tái)10安裝在所述的大量程稱重傳感器8上，所述的晶升平臺(tái)11的通孔的內(nèi)徑大于所述的籽晶桿套筒9的外徑。所述的籽晶桿套筒9通過(guò)不銹鋼波紋管與所述的爐膛12連接。
[0023]還設(shè)置電子裝置，所述的電子裝置連接所述的吸合裝置3，高精度稱重傳感器4和大量程稱重傳感器8，所述的電子裝置執(zhí)行稱重算法，所述的稱重算法包括:
I)在引晶之前，所述的電子裝置控制所述的吸合裝置3處于工作狀態(tài)，與所述的頂蓋2吸合，所述的電子裝置采集所述的高精度稱重傳感器4的重量數(shù)據(jù)，并記為G。；
其中，G。為基礎(chǔ)重量，包括所述的籽晶桿支架5、籽晶桿6、籽晶夾頭和籽晶的重量。
[0024]2)在引晶過(guò)程中，所述的電子裝置控制所述的吸合裝置3保持工作狀態(tài)，所述的電子裝置采集所述的高精度稱重傳感器4的重量數(shù)據(jù)G，并計(jì)算藍(lán)寶石晶體重量為G- G05
其中，G- G。為增長(zhǎng)重量，也就是生長(zhǎng)的藍(lán)寶石晶體重量。
[0025]3)引晶結(jié)束時(shí)，所述的電子裝置采集高精度稱重傳感器4的重量數(shù)據(jù)G1，計(jì)算此時(shí)的藍(lán)寶石晶體重量G1- G。，所述的電子裝置采集大量程稱重傳感器8的重量數(shù)據(jù)，得到重里G O;
其中，G’。為所述的引晶結(jié)束時(shí)大量程稱重傳感器8的基礎(chǔ)重量，除了包括所述的籽晶桿支架5、籽晶桿6、籽晶夾頭、籽晶和藍(lán)寶石晶體的重量,還包括容腔1、頂蓋2、籽晶桿套筒9等的重量。4)引晶結(jié)束后，所述的電子裝置控制所述的吸合裝置3退出工作狀態(tài)，與所述的頂蓋2分離，所述的電子裝置采集大量程稱重傳感器8的重量數(shù)據(jù)G’，計(jì)算藍(lán)寶石晶體的重量 G，- G' Q+G1- G0。
[0026]其中，G’_ G’。為所述的大量程稱重傳感器8獲得的增長(zhǎng)重量，也就是在引晶結(jié)束后藍(lán)寶石晶體的生長(zhǎng)重量。
[0027]所述的大量程稱重傳感器8的重量數(shù)據(jù)是一個(gè)平均值，G’ = (G’ !+ G’ 2+.....+G’ N) /N，其中，N為大量程稱重傳感器8的數(shù)量，G’ N為第N個(gè)大量程稱重傳感器8的重量數(shù)據(jù)。
[0028]綜上所述，本裝置一種泡生法藍(lán)寶石長(zhǎng)晶設(shè)備的高精度全量程稱重系統(tǒng)，設(shè)置兩組不同量程和精度的稱重傳感器，在不同階段獲取數(shù)據(jù)，在藍(lán)寶石晶體生長(zhǎng)的整個(gè)階段提供有價(jià)值的稱重?cái)?shù)據(jù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.泡生法藍(lán)寶石長(zhǎng)晶設(shè)備的高精度全量程稱重系統(tǒng)，設(shè)置起到容納作用的容腔，所述的容腔頂部設(shè)置起到密封作用的頂蓋，所述的容腔底部設(shè)置圓形開口，并連接籽晶桿套筒，所述的籽晶桿套筒上設(shè)置支撐圓臺(tái)，還包括可以上下運(yùn)動(dòng)的晶升平臺(tái)，其特征在于:所述的容腔內(nèi)設(shè)置小量程的高精度稱重傳感器，吸合裝置和籽晶桿支架，所述的吸合裝置的頂面通過(guò)長(zhǎng)頸螺栓與所述的頂蓋連接，并可以上下移動(dòng)，所述的吸合裝置的底面通過(guò)螺栓固定連接所述的高精度稱重傳感器，所述的高精度稱重傳感器的底面通過(guò)螺栓固定連接所述的籽晶桿支架，還設(shè)置至少兩個(gè)低精度的大量程稱重傳感器，所述的晶升平臺(tái)上設(shè)置圓形通孔，所述的大量程稱重傳感器對(duì)稱設(shè)置在所述的晶升平臺(tái)的圓形通孔周圍，所述的籽晶套筒居中穿過(guò)所述的晶升平臺(tái)的圓形通孔，所述的籽晶桿套筒的支撐圓臺(tái)安裝在所述的大量程稱重傳感器上，還設(shè)置電子裝置，所述的電子裝置連接所述的吸合裝置，高精度稱重傳感器和大量程稱重傳感器，所述的電子裝置執(zhí)行稱重算法，所述的稱重算法包括: 1)在引晶之前，所述的電子裝置控制所述的吸合裝置處于工作狀態(tài)，與所述的頂蓋吸合，所述的電子裝置采集所述的高精度稱重傳感器的重量數(shù)據(jù)，并記為G。； 2)在引晶過(guò)程中，所述的電子裝置控制所述的吸合裝置保持工作狀態(tài)，所述的電子裝置采集所述的高精度稱重傳感器的重量數(shù)據(jù)G，并計(jì)算藍(lán)寶石晶體重量為G- G05 3)引晶結(jié)束時(shí)，所述的電子裝置采集高精度稱重傳感器的重量數(shù)據(jù)G1，計(jì)算此時(shí)的藍(lán)寶石晶體重量G1- G。，所述的電子裝置采集大量程稱重傳感器的重量數(shù)據(jù)，得到重量G’。；4)引晶結(jié)束后，所述的電子裝置控制所述的吸合裝置退出工作狀態(tài)，與所述的頂蓋分離，所述的電子裝置采集大量程稱重傳感器的重量數(shù)據(jù)G’，計(jì)算藍(lán)寶石晶體的重量G’_ G' o+G!-G002.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡生法藍(lán)寶石長(zhǎng)晶設(shè)備的高精度全量程稱重系統(tǒng)，其特征在于:所述的大量程稱重傳感器的重量數(shù)據(jù)G’ = (G’!+ G' 2+.....+ G’ n)/N，其中，N為大量程稱重傳感器的數(shù)量，G’ N為第N個(gè)大量程稱重傳感器的重量數(shù)據(jù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡生法藍(lán)寶石長(zhǎng)晶設(shè)備的高精度全量程稱重系統(tǒng)，其特征在于:所述的籽晶桿支架設(shè)置螺紋孔，與所述的籽晶桿連接，所述的籽晶桿居中設(shè)置在所述的籽晶桿套筒中，所述的籽晶桿末端設(shè)置籽晶夾頭。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡生法藍(lán)寶石長(zhǎng)晶設(shè)備的高精度全量程稱重系統(tǒng)，其特征在于:所述的晶升平臺(tái)的通孔的內(nèi)徑大于所述的籽晶桿套筒的外徑。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡生法藍(lán)寶石長(zhǎng)晶設(shè)備的高精度全量程稱重系統(tǒng)，其特征在于:所述的吸合裝置設(shè)置為電動(dòng)裝置，工作狀態(tài)與所述的頂蓋吸合，非工作狀態(tài)下向下移動(dòng)，與所述的頂蓋分尚。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡生法藍(lán)寶石長(zhǎng)晶設(shè)備的高精度全量程稱重系統(tǒng)，其特征在于:所述的吸合裝置設(shè)置為氣動(dòng)裝置，工作狀態(tài)與所述的頂蓋吸合，非工作狀態(tài)下向下移動(dòng)，與所述的頂蓋分尚。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡生法藍(lán)寶石長(zhǎng)晶設(shè)備的高精度全量程稱重系統(tǒng)，其特征在于:所述的吸合裝置設(shè)置為液壓驅(qū)動(dòng)裝置，工作狀態(tài)下與所述的頂蓋吸合，非工作狀態(tài)下向下移動(dòng)，與所述的頂蓋分離。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡生法藍(lán)寶石長(zhǎng)晶設(shè)備的高精度全量程稱重系統(tǒng)，其特征在于:所述的吸合裝置向下移動(dòng)的最大位置設(shè)置為所述的籽晶桿支架的底部距離所述的容腔的底部的最大距離，也可以設(shè)置為所述的吸合裝置距離所述的長(zhǎng)頸螺栓的頭部的最大距離。
【文檔編號(hào)】C30B29/20GK105821477SQ201510011028
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年1月10日
【發(fā)明人】劉瑜, 杜慧江, 胡軒
【申請(qǐng)人】杭州晶智能科技有限公司, 杭州晶一智能科技有限公司