[实用新型]一种长晶治具

说明书

一种长晶治具，用于熔体籽晶法单晶生长炉中固定籽晶，长晶治具包括用作冷却的籽晶杆、固定籽晶杆的夹套以及夹持籽晶的籽晶夹具；籽晶杆和夹具具有相对应的螺纹，夹套承接籽晶夹具和籽晶杆，夹套与籽晶杆包括螺纹连接和卡扣连接，用以提高工业化生产中治具的可靠性，避免长晶过程中，夹套和籽晶杆脱离造成的损失。

技术领域

本实用新型涉及熔体籽晶法单晶生长炉设备领域，尤其涉及一种泡生法生长蓝宝石防止籽晶夹具脱扣结构。

背景技术

泡生法是世界上公认的最适合生长大尺寸蓝宝石单晶的主流方法之一，将纯度为99.999%的高纯氧化铝原料放置在坩埚中加热至融化，调节炉温使坩埚内熔体上表面中心温度接近2050℃，下降籽晶杆，使籽晶杆接触熔体表面，在籽晶杆内冷却水的作用下，籽晶端部的熔体以籽晶为核心在轴向向下生长的同时在径向向四周生长，此过程称为引晶，通过引晶-扩肩-等径生长-收尾完成蓝宝石晶体的生长，引晶阶段十分重要，关系整个晶体的生长以及质量。

籽晶与籽晶杆之间通过籽晶夹套螺纹连接，现阶段籽晶杆随着使用周期变长螺纹会逐渐磨损，籽晶夹套与籽晶杆螺纹连接不紧密，且在引晶过程中籽晶杆需要逆时针旋转保证引晶的形状及质量，这会加快籽晶夹套与籽晶杆螺纹的脱扣，若籽晶夹具掉入坩埚内的氧化铝熔体中，不仅造成长晶停止，而且使得整个坩埚内的原料被污染。上述方法不仅造成能源的损耗，物料的报废，还会浪费宝贵的时间，影响生产的连续性，大大增加了生产成本。

实用新型内容

本实用新型提供了上述问题的解决方法，即提供了一种长晶治具，用于熔体籽晶法单晶生长炉中固定籽晶，长晶治具包括用作冷却的籽晶杆、固定籽晶杆的夹套以及夹持籽晶的籽晶夹具。

籽晶杆为不锈钢和铜质材料制作的管路，不锈钢部分杆内设置冷却水回路，不锈钢一方面具有一点的韧性不易折断，另一方面又不至于材质太软，在旋转过程中摇晃降低长晶质量，铜质部分杆可部分或全部设置为实心杆，铜质材料导热能力优于不锈钢部分，作为热量传接头具有更好的冷却能力，有利于将热量传导到冷却水管路，铜质部分杆表面具有螺纹。

与之相匹配的，长晶治具还包括具有螺纹的夹套，夹套承接籽晶夹具和籽晶杆，为了避免在引晶旋转过程中，夹套与籽晶杆脱落，将夹套的截面设计成具有开口、侧壁和底部的U形，开口预留为与籽晶杆螺纹连接，侧壁内部具有与籽晶杆匹配的螺纹，侧壁可以设计成与籽晶杆平行或者不平行，侧壁内部设有多对通孔或者槽体，用于放置顶针，顶针穿过夹套的通孔或者槽体卡在籽晶杆的螺纹与螺纹之间，顶针可以是相对设置，也可以是三角设置等，顶针之间可以通过第一套索固定，有效阻止籽晶杆和夹具相对之间的上下移动，夹套底部具有孔洞。

籽晶夹具从夹套底部孔洞穿过的一端，具有内陷的凹槽，通过半圆环卡入凹槽内，半圆环为软质材料，既起到缓冲作用，又限定籽晶夹具相对夹套移动。籽晶夹具的另一端为籽晶夹持部，为了更好固定籽晶，籽晶夹持部具有工字型空间用于容纳固定籽晶。

根据本实用新型，优选的，顶针材料为耐高温的钼，钼相比钨铼成本更低。

根据本实用新型，优选的，为了进一步稳固该长晶治具，可以在治具上设置第二套索，第二套索连接捆绑籽晶杆和夹具。

根据本实用新型，优选的，第二套索的材料可以为钨铼线，具有较强的耐高温特性。

根据本实用新型，优选的，顶针的直径是变化的，靠近籽晶杆的一侧具有相对较小的直径。

本实用新型的有益效果包括上述实用新型内容所描述的作用，提升了长晶过程中治具的可靠性，避免由于螺纹磨损造成的籽晶夹具脱落的异常。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。