一種用于晶體生長爐冷卻水量調節(jié)的控制裝置制造方法
【專利摘要】一種用于晶體生長爐冷卻水量調節(jié)的控制裝置，其特征在于，包括一個儲水體、流量監(jiān)測設備與流量調節(jié)設備；所述儲水體內(nèi)設儲水腔體，所述儲水體設一接通儲水腔體的總進水口和多個都接通儲水腔體的出水口，所述每一出水口都裝設有流量監(jiān)測設備和流量調節(jié)設備；通過對晶體生長爐中的氧化鋁熔夜表面流速的觀測，控制流量監(jiān)測設備和流量調節(jié)設備，以達到對各個出水口的冷卻水流量的精確調節(jié)。
【專利說明】—種用于晶體生長爐冷卻水量調節(jié)的控制裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水量調節(jié)控制裝置，尤其涉及一種用于晶體生長爐冷卻水量調節(jié)的控制裝置。
【背景技術】
[0002]發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)具有壽命長、耗能少、體積小、響應快、抗震抗低溫、污染小等突出的優(yōu)點，其應用領域極為廣闊，市場潛力巨大，被稱為“人類照明史上的又一次革命?！?LED襯底材料對其性能與成本又重要關系，因藍寶石晶體具有獨特的晶格結構、優(yōu)異的力學性能、熱學性能、光學性能、機械性能和化學穩(wěn)定性，成為實際應用的GaN半導體發(fā)光二極管等最為理想的襯底材料，占襯底市場的90%以上。此外藍寶石晶體因其優(yōu)良的綜合性能被廣泛應用于科學技術、國防與民用工業(yè)的許多領域。
[0003]藍寶石晶體生長過程中，隨著結晶的不斷進行，晶體重量增加，熔體重量減少，其溫場的邊界條件不斷發(fā)生變化，晶體生長的不同階段對溫場的要求不同，這就要求用于控制各個爐腔溫場的冷卻水能根據(jù)實時情況精確調節(jié)。 [0004]目前，傳統(tǒng)設備配置的分水器采用粗管進細管出的簡單結構，此結構無法精確調節(jié)各出水口的水流量。進而造成各對稱爐腔因水流量的不一致而帶走的熱能不同，導致晶體生長對稱的縱向、橫向溫場溫度梯度發(fā)生變化，不能確保晶體生長溫場溫度梯度的對稱性，從而無法準確控制晶體生長過程，難以保證晶體生長品質的穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種結構設計簡單，能夠監(jiān)測和調節(jié)各個出水口的水流量的控制裝置，從而保持晶體生長縱向、橫向溫場溫度梯度的對稱性。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種用于晶體生長爐冷卻水量調節(jié)的控制裝置包括一個儲水體、流量監(jiān)測設備與流量調節(jié)設備。所述儲水體內(nèi)設儲水腔體，所述儲水體設一接通儲水腔體的總進水口和多個都接通儲水腔體的出水口，所述每一出水口都裝設有流量監(jiān)測設備和流量調節(jié)設備；通過對晶體生長爐中的氧化鋁熔夜表面流速的觀測，控制流量監(jiān)測設備和流量調節(jié)設備，以達到對各個出水口的冷卻水流量的精確調節(jié)。
[0007]作為優(yōu)選，所述儲水體為圓形盤體，總進水口位于圓盤上表面中心，各出水口的距離到中心進水口的距離均相同，可以使得各出水口的出水水壓均相同，不會出現(xiàn)水壓壓降差。
[0008]作為優(yōu)選，所述流量監(jiān)測設備為電子流量器，可以實時監(jiān)測各出水口的水流量。
[0009]作為優(yōu)選，所述流量調節(jié)設備為水流量調節(jié)閥，可以調整各出水口的水流量，使得各對稱的水冷腔獲得的冷卻水量是相同的，從而保證了晶體生長溫度梯度的對稱性。
[0010]采用本發(fā)明所述的一種用于晶體生長爐冷卻水量調節(jié)的控制裝置在實際的藍寶石晶體生長過程中，可以依據(jù)如下所述的方法來調節(jié)冷卻水的流量:
[0011]在化料階段各出水口的水流量可控制在150~160ml/s，此階段保持水流量較小，減少循環(huán)冷卻水帶走的熱量，使爐腔內(nèi)的溫度升高，化料效率得到提升。
[0012]在放肩階段，通通過判斷爐內(nèi)晶體放肩的生長趨勢對爐腔各單獨支路進行調節(jié)以達到溫場溫度梯度精確對稱。
[0013]在退火階段，各出水口的水流量可控制在130~150ml/s，此階段晶體生長完成，爐內(nèi)溫度降低，水流量降低后可降低能耗。
[0014]綜上所述，本發(fā)明提供的一種用于晶體生長爐冷卻水量調節(jié)的分水器，能夠在晶體生長過程中根據(jù)不同階段實時調節(jié)各爐腔的冷卻水水流量，使得對爐腔內(nèi)部溫場溫度的調控能力得到了加強；提高了大尺寸藍寶石晶體的成品率，也提高了工藝的穩(wěn)定性和可重復性，有利于大尺寸藍寶石晶體的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的結構示意圖【具體實施方式】
[0016]下文通過結合附圖列舉一具體實施例，用以詳細說明本發(fā)明的內(nèi)容及細節(jié)。
[0017]請參閱圖1，本發(fā)明提供的一種用于晶體生長爐冷卻調節(jié)的控制裝置，包括一個儲水體1、流量監(jiān)測設備2與流量調節(jié)設備3，流量監(jiān)測設備2選擇電子流量器2，流量調節(jié)設備選擇水流量調節(jié)閥3。所述儲水體I選用不銹鋼圓形盤體1，所述不銹鋼圓形盤體I內(nèi)設儲水腔體，所述不銹鋼圓形盤體的具體尺寸例如為:半徑為250mm、厚度為150mm,不銹鋼材料厚3mm。在不銹鋼圓形盤體I的中心開設有接通儲水腔體的總進水口 11，用于連接爐膛進水管道，以使外界水能通 過總進水口 11注入儲水腔體，所述總進水口 11例如為圓形孔且半徑為56mm。所述不銹鋼圓形盤I四周開設多個接通儲水腔體的出水口 12，例如為10個，所述各個出水口 12到總進水口 11的距離均相同，可以確保出水水壓均相同，不會出現(xiàn)水壓壓降差。各出水口都裝設設有電子流量器2和水流量調節(jié)閥3，電子流量器2實時監(jiān)測各個出水口 12的水流量，水流量調節(jié)閥3準確調整水流量，使得各對稱的爐腔的溫場溫度可以根據(jù)實際需要實時調整。
[0018]生產(chǎn)藍寶石晶體的主要工序包括:化料、放肩、等徑、退火等階段，在每一生長過程中對溫場要求都不一樣，為了達到實時調節(jié)溫場溫度的目的，可以通過對氧化鋁熔夜表面流速的觀察來實時調節(jié)各個進水口 12的水流量。具體的控制方法為:
[0019]在化料階段，各出水口 12的水流量可控制在150~160ml/s，以減少循環(huán)冷卻水帶走的熱量，使爐腔內(nèi)的溫度升高，化料效率得到提升。
[0020]在放肩階段，通過判斷爐內(nèi)晶體放肩的生長趨勢，再依此控制電子流量器2和水流量調節(jié)閥3，控制出水口的出水流量，對爐腔各單獨支路進行調節(jié)以達到溫場溫度梯度精確對稱。
[0021]在退火階段，各出水口 12件的水流量可控制在130~150ml/s，晶體退火階段晶體生長完成，爐內(nèi)溫度降低，水流量降低后可降低能耗。
[0022]以上實施例僅為說明本發(fā)明原理所用，并非本發(fā)明僅有的實施方式。上述實施例并不應視為限制本發(fā)明的范圍。本領域的技術人員在閱讀并理解了前述詳細說明的同時，可以進行修改和變化。具體的保護范圍應以權利要求書為準。
【權利要求】
1.一種用于晶體生長爐冷卻水量調節(jié)的控制裝置，其特征在于，包括一個儲水體、流量監(jiān)測設備與流量調節(jié)設備；所述儲水體內(nèi)設儲水腔體，所述儲水體設一接通儲水腔體的總進水口和多個都接通儲水腔體的出水口，所述每一出水口都裝設有流量監(jiān)測設備和流量調節(jié)設備；通過對晶體生長爐中的氧化鋁熔夜表面流速的觀測，控制流量監(jiān)測設備和流量調節(jié)設備，以達到對各個出水口的冷卻水流量的精確調節(jié)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于晶體生長爐冷卻水量調節(jié)的控制裝置，其特征在于，所述儲水體為圓形盤體，總進水口位于圓盤上表面中心，各出水口設在圓盤的周向上，且各出水口到中心進水口的距離相同。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種用于晶體生長爐冷卻水量調節(jié)的控制裝置，其特征在于，所述流量監(jiān)測設備為電子流量器。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種用于晶體生長爐冷卻水量調節(jié)的控制裝置，其特征在于，所述流量調節(jié)設備為水流量調節(jié)閥。
5.一種采用權利要求1至4中任一項所述的一種用于晶體生長爐冷卻水量調節(jié)的控制裝置來控制藍寶石晶體生長溫場溫度的方法: 在化料階段，各出水口的水流量控制在150~160ml/s ； 在放肩階段，通過判斷爐內(nèi)晶體放肩的生長趨勢，控制所述流量監(jiān)測設備和流量調節(jié)設備，以對爐腔各單獨支路進行調節(jié)以達到溫場溫度梯度精確對稱； 在退火階段，各出水口的水流量可控制在130~150ml/s，此階段晶體生長完成，爐內(nèi)溫度降低，水流量降低后可降低能耗。
【文檔編號】C30B29/20GK103741218SQ201310669546
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權日:2013年12月10日
【發(fā)明者】楊敏, 黃小衛(wèi), 趙慧彬 申請人:福建鑫晶精密剛玉科技有限公司