[发明专利]一种用于晶体生长炉冷却水量调节的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种水量调节控制装置，尤其涉及一种用于晶体生长炉冷却水量调节的控制装置。 

背景技术

发光二极管（Light Emitting Diode，LED）具有寿命长、耗能少、体积小、响应快、抗震抗低温、污染小等突出的优点，其应用领域极为广阔，市场潜力巨大，被称为“人类照明史上的又一次革命。”LED衬底材料对其性能与成本又重要关系，因蓝宝石晶体具有独特的晶格结构、优异的力学性能、热学性能、光学性能、机械性能和化学稳定性，成为实际应用的GaN半导体发光二极管等最为理想的衬底材料，占衬底市场的90%以上。此外蓝宝石晶体因其优良的综合性能被广泛应用于科学技术、国防与民用工业的许多领域。 

蓝宝石晶体生长过程中，随着结晶的不断进行，晶体重量增加，熔体重量减少，其温场的边界条件不断发生变化，晶体生长的不同阶段对温场的要求不同，这就要求用于控制各个炉腔温场的冷却水能根据实时情况精确调节。 

目前，传统设备配置的分水器采用粗管进细管出的简单结构，此结构无法精确调节各出水口的水流量。进而造成各对称炉腔因水流量的不一致而带走的热能不同，导致晶体生长对称的纵向、横向温场温度梯度发生变化，不能确保晶体生长温场温度梯度的对称性，从而无法准确控制晶体生长过程，难以保证晶体生长品质的稳定。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构设计简单，能够监测和调节各个出水口的水流量的控制装置，从而保持晶体生长纵向、横向温场温度梯度的对称性。 

为了实现上述目的，本发明提供的一种用于晶体生长炉冷却水量调节的控制装置包括一个储水体、流量监测设备与流量调节设备。所述储水体内设储水腔体，所述储水体设一接通储水腔体的总进水口和多个都接通储水腔体的出水口，所述每一出水口都装设有流量监测设备和流量调节设备；通过对晶体生长炉中的氧化铝熔夜表面流速的观测，控制流量监测设备和流量调节设备，以达到对各个出水口的冷却水流量的精确调节。 

作为优选，所述储水体为圆形盘体，总进水口位于圆盘上表面中心，各出水口的距离到中心进水口的距离均相同，可以使得各出水口的出水水压均相同，不会出现水压压降差。 

作为优选，所述流量监测设备为电子流量器，可以实时监测各出水口的水流量。 

作为优选，所述流量调节设备为水流量调节阀，可以调整各出水口的水流量，使得各对称的水冷腔获得的冷却水量是相同的，从而保证了晶体生长温度梯度的对称性。 

采用本发明所述的一种用于晶体生长炉冷却水量调节的控制装置在实际的蓝宝石晶体生长过程中，可以依据如下所述的方法来调节冷却水的流量： 

在化料阶段各出水口的水流量可控制在150～160ml/s，此阶段保持水流量较小，减少循环冷却水带走的热量，使炉腔内的温度升高，化料效率得到提升。 

在放肩阶段，通通过判断炉内晶体放肩的生长趋势对炉腔各单独支路进行调节以达到温场温度梯度精确对称。 

在退火阶段，各出水口的水流量可控制在130～150ml/s，此阶段晶体生长完成，炉内温度降低，水流量降低后可降低能耗。 

综上所述，本发明提供的一种用于晶体生长炉冷却水量调节的分水器，能够在晶体生长过程中根据不同阶段实时调节各炉腔的冷却水水流量，使得对炉腔内部温场温度的调控能力得到了加强；提高了大尺寸蓝宝石晶体的成品率，也提高了工艺的稳定性和可重复性，有利于大尺寸蓝宝石晶体的产业化生产。 

附图说明

图1为本发明的结构示意图 

具体实施方式

下文通过结合附图列举一具体实施例，用以详细说明本发明的内容及细节。