一種大尺寸藍寶石爐垂直加熱器結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種藍寶石爐垂直加熱器結構，特別適用于處理直徑尺寸大于200毫米的藍寶石加熱器。
【背景技術】
[0002]現有技術中的藍寶石晶體生長爐，如圖1所示，一般采用鳥籠式的加熱器。但是目前這些加熱器都存在一個問題:制造困難價格昂貴，加熱棒直徑大于5_，加熱器底部熱場不均勻。另外由于結構只有單方向開口，在加熱生長的晶體重量大的情況下，不易取出，容易碰撞損壞加熱器，加熱器與制備藍寶石的坩禍間需要更大的移動空間。
[0003]同時，業內也有采用石墨做加熱棒的藍寶石爐加熱器，然而受限于石墨本身物理性質，韌性不足，無法縮小直徑，往往加熱棒直徑太大，導致諸如熱轉化率不高浪費能源、無法精確控制熱場、熱場分布不均勻導致藍寶石單晶生長質量難以保證的問題，使用周期很短，如果有單根加熱棒出現問題將導致整個加熱器無法正常工作。除了上述問題外，被石墨加熱棒加工的藍寶石會因為碳元素含量過高而變成紅色，無法達到襯底級藍寶石的生長要求。
【發明內容】
[0004]針對現有技術的相關技術問題，本發明的目的在于:提供一種晶體生長爐加熱器，以改善現有技術中藍寶石爐加熱器存在的各種問題。
[0005]為實現上述目的，本發明提供一種大尺寸藍寶石爐垂直加熱器，包括:
一個環狀結構，設置在加熱器底部；
兩個電極，設置在加熱器頂部，相互不直接接觸；
加熱棒，均勻的設置在加熱器側部，相互平行，兩端分別固定在環狀結構和電極上； 優選的，所述加熱器為筒狀，頂部和底部不封閉，所述加熱棒材料為鎢。
[0006]優選的，所述加熱棒為細桿狀，直徑為3.6-4.5_。
[0007]優選的，所述加熱棒密集分布在加熱器側部，數量為50~150根，高密集度的分布保證熱場均勻，并實現精確控制，數量越多電阻越小，相同工作電壓情況下，電熱轉換效率越尚。
[0008]優選的，所述加熱棒數量為70~90根。
[0009]優選的，所述加熱器在工作時，內部設有被所述加熱棒圍繞的坩禍，所述坩禍到加熱棒的距離為10~60mmo
[0010]優選的，所述加熱器在完成藍寶石加熱后，具備先于坩禍取出的功能。
[0011 ] 優選的，所述環狀結構為鎢環，所述電極材料為銅。
[0012]本發明至少包括以下技術效果:
(O由于采用密集的鎢加熱棒，使得加熱面相對傳統技術更加均勻，并且即使少量損壞，對正常工作也影響很小，依然能保證加熱質量。
[0013](2)采用小直徑鎢加熱棒，提高加熱棒的數量，70~90根加熱棒并聯，電阻大幅縮小，電壓恒定情況下，熱轉化率高，節省能源。
[0014](3)加熱器頂部與底部不封閉，在取藍寶石晶體時，可以先將加熱器取出，然后取出藍寶石晶體，不易損壞，操作難度低。
[0015](4)由于可先取出加熱器再取藍寶石晶體，因此不需要預留過大的藍寶石晶體夾取空間，加熱器距離坩禍很近，可以提高加熱效率。
【附圖說明】
[0016]圖1:傳統技術的結構示意圖。
[0017]圖2:實施例加熱器的結構示意圖。
[0018]圖3:實施例加熱器主視圖的剖視示意圖。
[0019]圖4:實施例加熱器俯視示意圖。
[0020]圖5:實施例加熱器與坩禍的位置關系示意圖。
[0021]圖6:實施例加熱器工作時的結構俯視示意圖。
[0022]圖7:實施例加熱器工作時的結構剖視示意圖。
[0023]11:第一銅電極；12:第二銅電極；2:鎢加熱棒；3:鎢環；4:定位螺孔；41:定位螺栓；5:坩禍；51:支撐架；52:搬運桿；6:加熱爐；61:加熱爐第一電極；62:加熱爐第二電極。
【具體實施方式】
[0024]下面結合示意圖對本發明的結構及其制作方法進行詳細的描述，借此對本發明如何解決技術問題，并達成技術效果的實現過程能充分理解并據以實施。
實施例
[0025]本實施例提供的垂直式加熱器，具體如下:
如圖2~圖4所示，本實施例的垂直式加熱器呈無底筒狀結構，筒狀結構的上部是第一銅電極11和第二銅電極12，兩者無接觸，兩電極形狀呈C型。筒狀結構的側壁由離散的細桿狀鎢加熱棒2組成。
[0026]將鎢加熱棒2的上端插入兩個銅電極中，并擠壓銅電極固定；將鎢加熱棒2的下端插入底部的鎢環3中。
[0027]如圖5所示，坩禍5在工作時裝盛藍寶石晶體，置于支撐架51上，坩禍5與鎢加熱棒 2 的距離為 D，1mm D 60_。
[0028]如圖6~圖7所示，加熱器通過定位螺孔4固定在加熱爐6上，其中，第一銅電極
11、第二銅電極12分別和加熱爐第一電極61、加熱爐第二電極62通過定位螺栓41連接，向加熱器通入電源。
[0029]鎢加熱棒2加熱棒直徑為3.6-4.5mm，數目為70~90根，由于鎢加熱棒2韌性高，且加熱器下部為開放結構，在工作完成后，通過搬運桿52取出坩禍5，只需先松開定位螺栓41，加熱器可先于坩禍5取出，不會出現傳統加熱器在取坩禍5過程中的碰撞損壞。根據電阻特性，本實施例的鎢加熱棒2單根來看直徑小、電阻高，所需電流較小即可達到所需加熱溫度，溫度反應速度快，容易控制；整體來看70~90根加熱棒并聯，電阻小，恒電壓的電場下，發熱效率高，節省能源。由于其在坩禍5周圍密集的分布，保證了加熱熱場的均勻性，提高坩禍5內藍寶石晶體的生長質量。
[0030]另一方面，本實施例中由于坩禍5的成品轉移空間相比常規不能先于坩禍5取出的加熱器結構更大，即可減小預留在坩禍5與鎢加熱棒2之間的距離D，減少間隔造成的熱損失。
[0031]以上所述僅為本發明的優選實施例，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種大尺寸藍寶石爐垂直加熱器，包括: 一個環狀結構，設置在加熱器底部； 兩個電極，設置在加熱器頂部，相互不直接接觸； 加熱棒，均勻的設置在加熱器側部，相互平行，兩端分別固定在環狀結構和電極上； 其特征在于，所述加熱器為筒狀，頂部和底部不封閉，所述加熱棒材料為鎢。2.根據權利要求1所述的一種大尺寸藍寶石爐垂直加熱器，其特征在于:所述加熱棒為細桿狀，直徑為3.6-4.5mm。3.根據權利要求1所述的一種大尺寸藍寶石爐垂直加熱器，其特征在于:所述加熱棒密集分布在加熱器側部，數量為50~150根，高密集度的分布保證熱場均勻，并實現精確控制，數量越多電阻越小，相同工作電壓情況下，電熱轉換效率越高。4.根據權利要求3所述的一種大尺寸藍寶石爐垂直加熱器，其特征在于:所述加熱棒數量為70~90根。5.根據權利要求1所述的一種大尺寸藍寶石爐垂直加熱器，其特征在于:所述加熱器在工作時，內部設有被所述加熱棒圍繞的坩禍，所述坩禍到加熱棒的距離為10~60mm。6.根據權利要求5所述的一種大尺寸藍寶石爐垂直加熱器，其特征在于:所述加熱器在完成藍寶石加熱后，具備先于坩禍取出的功能。7.根據權利要求1所述的一種大尺寸藍寶石爐垂直加熱器，其特征在于:所述環狀結構為鎢環。8.根據權利要求1所述的一種大尺寸藍寶石爐垂直加熱器，其特征在于:所述電極材料為銅。
【專利摘要】本發明公開一種大尺寸藍寶石爐垂直加熱器結構，包括垂直的鎢加熱棒和底部圓形鎢環。鎢加熱棒上部插入兩個銅電極中，下部插入底部的鎢環中。本發明為大尺寸藍寶石長晶爐提供了一種加熱方式，不僅可以創造更加均勻的熱場條件，同時有效的降低了藍寶石爐熱場的使用成本。
【IPC分類】C30B29/20, C30B35/00
【公開號】CN105088354
【申請號】CN201510584140
【發明人】葉國偉, 韓江山, 李小馬, 陳華榮
【申請人】福建晶安光電有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年9月15日