[发明专利]一种新型蓝宝石晶体生长炉加热系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种蓝宝石晶体生长炉的结构设计，尤其是一种加热系统。

背景技术

LED蓝宝石衬底片加工技术在国外已经有几十年的历史，而在国内才刚刚开始，从2010年开始，国内大量引进国外蓝宝石晶体生长炉。但是由于国外的技术封锁和国内技术队伍建设不足，国内的蓝宝石晶体生长技术一直未能达到理想的水平，表现为晶体生长成品率低，生产成本居高不下，工艺技术不易掌握等。目前国内的蓝宝石晶体生长技术KY工艺为主流，主要引进的设备为俄罗斯的各设备商生产的设备，这种设备采用鸟笼式发热体。这种发热体在设计完成后，晶体生长的温度梯度也已经定型，随着设备隔热屏的烧损等原因引起的热场改变，晶体生长的温度环境也发生了变化，，而这种发热体却不能随着这些外界条件的变化而改变温度场，从而不能灵活的调节晶体生长的温度梯度，从而造成在设备使用初期，晶体生长情况较好，到了后期，不能满足晶体生长所需的外界条件，从而用户必须在热场未达到使用寿命时就得报废隔热屏等热场材料，从而进一步增加了生产成本。另外，蓝宝石晶体生长的生长周期比较长，以目前主流的60kg晶锭为例，生长周期在18天左右，晶体生长的整体效果要在18天之后才能知晓，不利于用户进行工艺方面的实验。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新型蓝宝石长晶炉加热系统，解决晶体生长周期长，成本高的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种新型蓝宝石晶体生长炉加热系统，包括上发热体，中部发热体和底部发热体，其特征在于，所述三部分发热体共同调节炉腔晶体生长所需的温度梯度。

上述一种新型蓝宝石晶体生长炉加热系统，其特征在于，所述上部发热体通过6片网带上焊接的钨电极爪悬挂于炉壁上，所述中部发热体通过6片网带上焊接的钨电极爪支撑于炉壁上，所述底部发热体通过3片板型网带支撑于下炉盖上。

上述一种新型蓝宝石晶体生长炉加热系统，其特征在于，所述三部分发热体采用螺旋形钨丝编织而成。

上述一种新型蓝宝石晶体生长炉加热系统，其特征在于，所述三部分发热体均采用星型结构三相供电，可独立调节功率，固定于坩埚周围和隔热屏里面。

上述一种新型蓝宝石晶体生长炉加热系统，其特征在于，所述上发热体和中部发热体均由6片圆弧状编织带构成。

上述一种新型蓝宝石晶体生长炉加热系统，其特征在于，所述6片圆弧状编织带围成圆形结构，相对的2片圆弧状编织带为一相，共有3相，尾端短接，采用三相供电星型接法。

上述一种新型蓝宝石晶体生长炉加热系统，其特征在于，所述底部发热体由3片板型网带构成，尾端短接，采用星型接法。

上述一种新型蓝宝石晶体生长炉加热系统，其特征在于，所述加热系统使用功率控制，调节精度万分之一，稳定精度万分之五。

本发明的优点在于：此种加热系统工艺灵活调节，性能稳定，加工成本低，方便用户进行工艺调整，大大的降低了工艺技术成型的时间，同时也降低了生产成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是蓝宝石晶体生长炉整体示意图。

图2是底部发热体示意图。

图3是上部发热体和中部发热体示意图。

图4是三组发热体组装示意图。

具体实施方式

图1所示，蓝宝石晶体生长炉加热系统包括上发热体17，中部发热体8和底部发热体9，三部分发热体固定于坩埚2周围，侧隔热屏5，顶部隔热屏7和底部隔热屏6里面。为防止隔热屏等热场部件老化引起的温场变化以及便于客户进行工艺方面的实验，三部分发热体的功率可以独立调节，形成晶体生长所需要的温度梯度。

图2，图3和图4所示，上部发热体通过6个电极爪16悬挂于炉壳1上的电极桩12上，中部发热体与上部发热体相同，通过6个电极爪16支撑于炉壳上1的电极桩12上。底部发热体9通过电极爪14和支撑桩19固定于下炉壳3上的电极桩13上。三部分发热体均采用螺旋丝编织成网带结构，采用三相星型接法供电。为保证发热的均匀性，上部17和中部发热体8均使用6片圆弧状编织带15围成圆形结构，圆弧上相对的2片编织带为一相，共有三相，尾部短接，形成星型接法。底部发热体9使用3片螺旋丝编织带18编织成板状，尾部短接，形成星型接法。为保证晶体生长温度的稳定性，要求发热体供电使用功率控制，功率调节精度为万分之一，功率稳定功率为万分之五。