JPH07101741A - 化合物半導体用石英管の溶着加工装置及び溶着加工方法 - Google Patents
化合物半導体用石英管の溶着加工装置及び溶着加工方法Info
- Publication number
- JPH07101741A JPH07101741A JP24962493A JP24962493A JPH07101741A JP H07101741 A JPH07101741 A JP H07101741A JP 24962493 A JP24962493 A JP 24962493A JP 24962493 A JP24962493 A JP 24962493A JP H07101741 A JPH07101741 A JP H07101741A
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- JP
- Japan
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- quartz tube
- gas
- welding
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- Pending
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B23/00—Re-forming shaped glass
- C03B23/20—Uniting glass pieces by fusing without substantial reshaping
- C03B23/207—Uniting glass rods, glass tubes, or hollow glassware
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 化合物半導体用石英管を溶着加工する際に逆
火現象が起きるのを防止可能な装置及び方法を提案す
る。 【構成】 石英管を立てた状態で、円環状ガス管に溶着
部に向って放射状に設けられた多数個のバーナー火口を
有するガスバーナーであって、温度モニター用センサー
を設けたバーナー火口部と冷却機構を設けた円環状ガス
管部とを具備する溶着加工装置と、前記センサーの温度
を４００℃以下で溶着させる溶着加工方法。
火現象が起きるのを防止可能な装置及び方法を提案す
る。 【構成】 石英管を立てた状態で、円環状ガス管に溶着
部に向って放射状に設けられた多数個のバーナー火口を
有するガスバーナーであって、温度モニター用センサー
を設けたバーナー火口部と冷却機構を設けた円環状ガス
管部とを具備する溶着加工装置と、前記センサーの温度
を４００℃以下で溶着させる溶着加工方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は化合物半導体の単結晶結
晶成長や多結晶合成及びアニールに使用される長尺の２
ケ以上に分割された石英管を立てた状態で溶着させる装
置に関する。
晶成長や多結晶合成及びアニールに使用される長尺の２
ケ以上に分割された石英管を立てた状態で溶着させる装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、石英管の溶着作業は横置きにした
方法が一般的であり溶着加工には石英旋盤が用いられて
いた。最近、成長容器を縦方向に配置して結晶成長を行
う方法が提案され、広く用いられるようになっている。
例えばＶＧＦ（Vertical Gradient Freez ）法では坩堝
型の成長容器に原料をチャージするが原料がガリウムの
ように溶解温度が低い材料の場合、横置きでは流れ出る
問題がある。
方法が一般的であり溶着加工には石英旋盤が用いられて
いた。最近、成長容器を縦方向に配置して結晶成長を行
う方法が提案され、広く用いられるようになっている。
例えばＶＧＦ（Vertical Gradient Freez ）法では坩堝
型の成長容器に原料をチャージするが原料がガリウムの
ように溶解温度が低い材料の場合、横置きでは流れ出る
問題がある。
【０００３】石英管を立配置とした溶着方法では直径が
１５０mmを越えるような大型の石英管の溶着作業ではバ
ーナー火口からの炎による熱と石英管から跳ね返ってく
る熱でバーナー火口とガス導入管の溶接部が溶けたり、
加熱によるバーナー火口とガス導入管の劣化でガスの流
出不良となり火災がバーナー内部にまで引き込まれる逆
火現象が突発的に発生し溶着装置を損傷することがあっ
た。しかも逆火事故はなんらの予告的徴候もなく起きる
為に作業者に危険が及ぶことが多かった。
１５０mmを越えるような大型の石英管の溶着作業ではバ
ーナー火口からの炎による熱と石英管から跳ね返ってく
る熱でバーナー火口とガス導入管の溶接部が溶けたり、
加熱によるバーナー火口とガス導入管の劣化でガスの流
出不良となり火災がバーナー内部にまで引き込まれる逆
火現象が突発的に発生し溶着装置を損傷することがあっ
た。しかも逆火事故はなんらの予告的徴候もなく起きる
為に作業者に危険が及ぶことが多かった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】石英管を立てた状態で
大口径の石英管を溶着する場合に起き易いバーナーの逆
火を予知し、その発生を抑える事を目的としている。
大口径の石英管を溶着する場合に起き易いバーナーの逆
火を予知し、その発生を抑える事を目的としている。
【０００５】
【課題を解決する為の手段】これらの課題を解決するた
めに本発明の溶着加工装置では、化合物半導体に用いら
れる、２ケ以上に分割された石英管を立てた状態で、円
環状ガス管に溶着部に向って放射状に設けられた多数個
のバーナー火口を有するガスバーナーにより溶着する石
英管の溶着加工装置において、温度モニター用センサー
を設けたバーナー火口部と、冷却機構を設けた円環状ガ
ス管部とを具備する点に特徴がある。
めに本発明の溶着加工装置では、化合物半導体に用いら
れる、２ケ以上に分割された石英管を立てた状態で、円
環状ガス管に溶着部に向って放射状に設けられた多数個
のバーナー火口を有するガスバーナーにより溶着する石
英管の溶着加工装置において、温度モニター用センサー
を設けたバーナー火口部と、冷却機構を設けた円環状ガ
ス管部とを具備する点に特徴がある。
【０００６】又、本発明の溶着加工方法は、化合物半導
体の製造に用いられ、２ケ以上に分割された石英管を立
てた状態で、円環状ガス管に溶着部に向って放射状に設
けられた多数個のバーナー火口を有するガスバーナーに
より石英管を溶着する際に、バーナー火口部に設けた温
度モニター用センサーにより測定した温度が４００℃以
下となる様にガスバーナーを制御する点に特徴がある。
体の製造に用いられ、２ケ以上に分割された石英管を立
てた状態で、円環状ガス管に溶着部に向って放射状に設
けられた多数個のバーナー火口を有するガスバーナーに
より石英管を溶着する際に、バーナー火口部に設けた温
度モニター用センサーにより測定した温度が４００℃以
下となる様にガスバーナーを制御する点に特徴がある。
【０００７】
【作用】本発明は石英管の溶着に際し、酸水素ガスで行
う時にしばしば起きる逆火を事前に防止することにあ
る。逆火とは火災が前に進まずバーナー火口から内部に
バックすることをいうが、逆火事故が発生するとバーナ
ーのガス導入部が溶解し非常に危険であった。逆火の原
因について色々な角度から検討した結果、逆火が起きる
前にバーナー火口が異常に加熱している事が明らかとな
った。
う時にしばしば起きる逆火を事前に防止することにあ
る。逆火とは火災が前に進まずバーナー火口から内部に
バックすることをいうが、逆火事故が発生するとバーナ
ーのガス導入部が溶解し非常に危険であった。逆火の原
因について色々な角度から検討した結果、逆火が起きる
前にバーナー火口が異常に加熱している事が明らかとな
った。
【０００８】図１は、本発明の溶着加工装置により本体
石英管１と石英キャップ２とを溶着加工している状態を
示す図であり、石英管固定台４に固定した本体石英管１
と載置した石英キャップ２との溶着部に対して放射状に
設けられた多数個のバーナー火口５を有するガスバーナ
ー３により溶着加工をしている状態を示す。又、図２は
バーナー火口５と円環状のガス用銅パイプ７との接続状
況を示す図であり、熱電対９を取り付けたバーナー火口
５がガス導入管６を介してガス用銅パイプ７に接続して
いる。又、ガス用銅パイプ７の上部には円環状の水冷銅
パイプ８が取り付けてあり、ガス用銅パイプ７、ガス導
入管６およびバーナー火口５を冷却する構造になってお
り、これらの接続はろう付け部１０により成っている。
石英管１と石英キャップ２とを溶着加工している状態を
示す図であり、石英管固定台４に固定した本体石英管１
と載置した石英キャップ２との溶着部に対して放射状に
設けられた多数個のバーナー火口５を有するガスバーナ
ー３により溶着加工をしている状態を示す。又、図２は
バーナー火口５と円環状のガス用銅パイプ７との接続状
況を示す図であり、熱電対９を取り付けたバーナー火口
５がガス導入管６を介してガス用銅パイプ７に接続して
いる。又、ガス用銅パイプ７の上部には円環状の水冷銅
パイプ８が取り付けてあり、ガス用銅パイプ７、ガス導
入管６およびバーナー火口５を冷却する構造になってお
り、これらの接続はろう付け部１０により成っている。
【０００９】図２に示す様にバーナー火口付近に熱電対
を取り付けて溶着作業中の温度測定を行った。逆火現象
が起き始める場合は図３の線（ｂ）に示す様に４５０〜
５００℃と高くなっていた。一方安定な状態では図３の
線（ａ）に示すように最高温度２５０〜３５０℃である
ことが分かった。すなわち、溶着中の温度を４００℃以
下にすれば逆火現象を防止出来ることが判る。
を取り付けて溶着作業中の温度測定を行った。逆火現象
が起き始める場合は図３の線（ｂ）に示す様に４５０〜
５００℃と高くなっていた。一方安定な状態では図３の
線（ａ）に示すように最高温度２５０〜３５０℃である
ことが分かった。すなわち、溶着中の温度を４００℃以
下にすれば逆火現象を防止出来ることが判る。
【００１０】上記したようにバーナー火口に火口の温度
モニター用熱電対を取り付けた事で事前に逆火を予知し
バーナーの損傷を防ぐ事が出来るようになった事から作
業の安全性が大幅に向上した。
モニター用熱電対を取り付けた事で事前に逆火を予知し
バーナーの損傷を防ぐ事が出来るようになった事から作
業の安全性が大幅に向上した。
【００１１】
【実施例】次に本発明の実施例を図１により説明する。
石英管溶着装置のグラファイト製支持台に１５０m/m φ
の本体石英管をセットする。２分割された他方の溶着す
る石英キャップと本体石英管の位置決めを行う。本体石
英管の中には予め原料をチャージして置き、更に石英管
溶着部とバーナー火口の水平度を確認しバーナー火口と
石英管の距離を３０m/m に設定した。バーナー火口近傍
に温度モニター用の熱電対を取り付けデジタルボルトメ
ーターと記録計で溶着中の温度を読むようにした。
石英管溶着装置のグラファイト製支持台に１５０m/m φ
の本体石英管をセットする。２分割された他方の溶着す
る石英キャップと本体石英管の位置決めを行う。本体石
英管の中には予め原料をチャージして置き、更に石英管
溶着部とバーナー火口の水平度を確認しバーナー火口と
石英管の距離を３０m/m に設定した。バーナー火口近傍
に温度モニター用の熱電対を取り付けデジタルボルトメ
ーターと記録計で溶着中の温度を読むようにした。
【００１２】バーナー火口とガス導入管の接合部は従
来、銀ろう（固相線温度６０５℃）を使用していたが接
合部の強度を増すために銀ろうより固相線温度の高い黄
銅ろう（８０５℃）を用いて逆火による接合部の脱落を
防止した。
来、銀ろう（固相線温度６０５℃）を使用していたが接
合部の強度を増すために銀ろうより固相線温度の高い黄
銅ろう（８０５℃）を用いて逆火による接合部の脱落を
防止した。
【００１３】水素と酸素のガス圧を３．０kg/cm2になる
ようにレギュレーターで設定し、バーナーの種火に着火
した。反転動作機構を具備するバーナーを動作させた
後、バーナー上部に３ｌ/minの冷却水を流した。バーナ
ー本体には溶着作業時にバーナー火口からの炎による熱
と石英管から跳ね返ってくる熱でバーナー火口とガス導
入管の温度が上昇し接合部が溶け落ちて脱落するのを防
ぐ為に冷却機構を付加した。燃焼ガスは水素ガス、酸素
ガスの順に出るように電磁弁を開けて水素ガス１７０ｌ
/min・酸素ガス８０ｌ/minになるように流量計を調節し
ておきバルブを開けてバーナー火口に流した。
ようにレギュレーターで設定し、バーナーの種火に着火
した。反転動作機構を具備するバーナーを動作させた
後、バーナー上部に３ｌ/minの冷却水を流した。バーナ
ー本体には溶着作業時にバーナー火口からの炎による熱
と石英管から跳ね返ってくる熱でバーナー火口とガス導
入管の温度が上昇し接合部が溶け落ちて脱落するのを防
ぐ為に冷却機構を付加した。燃焼ガスは水素ガス、酸素
ガスの順に出るように電磁弁を開けて水素ガス１７０ｌ
/min・酸素ガス８０ｌ/minになるように流量計を調節し
ておきバルブを開けてバーナー火口に流した。
【００１４】最初バーナー火口の先端から噴出する炎が
石英管溶着部より２０m/m 下に当たるように設定、バー
ナー上下機構をスタートさせて徐々にバーナーの位置を
上げて行きキャップ部と本体石英管溶着部に炎の中心が
当たっている所でバーナー移動操作を停止、そのまま４
０秒保持して溶け具合を確認した。その後キャップ部の
上下機構をスタートさせキャップを降下して本体石英管
と溶着させた。バーナー移動機構を動作させバーナー火
口の先端から噴出する炎が石英管溶着部の上方２０m/m
まで上昇させた後にスタート位置までバーナーを移動
し、電磁弁を閉じて酸素ガス、次いで水素ガスの順にガ
スの供給を止めた。
石英管溶着部より２０m/m 下に当たるように設定、バー
ナー上下機構をスタートさせて徐々にバーナーの位置を
上げて行きキャップ部と本体石英管溶着部に炎の中心が
当たっている所でバーナー移動操作を停止、そのまま４
０秒保持して溶け具合を確認した。その後キャップ部の
上下機構をスタートさせキャップを降下して本体石英管
と溶着させた。バーナー移動機構を動作させバーナー火
口の先端から噴出する炎が石英管溶着部の上方２０m/m
まで上昇させた後にスタート位置までバーナーを移動
し、電磁弁を閉じて酸素ガス、次いで水素ガスの順にガ
スの供給を止めた。
【００１５】逆火の発生しない安定な状態では、バーナ
ー火口の温度は着火して１分程度で１５０℃前後を示
し、バーナーが溶着面に達すると３００〜３５０℃にな
り溶着作業が終了するまでこの温度範囲内を示す。しか
し、逆火が起きる場合、着火して１分後にバーナー火口
温度は２００℃前後を示し、バーナーが溶着面に達する
と５００℃を越えてその後数分で、破裂音が起きバーナ
ー火口がガス導入管溶接部より脱落した。このような逆
火の発生を無くするにはバーナー火口に取り付けた温度
モニター用熱電対を監視しながら溶着作業を行い、温度
が４００℃を越えたらバーナー火口に供給しているガス
を酸素・水素の順に流量計側に付いてるバルブを締めた
後に電磁弁を閉じてガスの供給を停止する。この様な方
法で作業を行う事により逆火の無い安全な石英管の溶着
が出来た。
ー火口の温度は着火して１分程度で１５０℃前後を示
し、バーナーが溶着面に達すると３００〜３５０℃にな
り溶着作業が終了するまでこの温度範囲内を示す。しか
し、逆火が起きる場合、着火して１分後にバーナー火口
温度は２００℃前後を示し、バーナーが溶着面に達する
と５００℃を越えてその後数分で、破裂音が起きバーナ
ー火口がガス導入管溶接部より脱落した。このような逆
火の発生を無くするにはバーナー火口に取り付けた温度
モニター用熱電対を監視しながら溶着作業を行い、温度
が４００℃を越えたらバーナー火口に供給しているガス
を酸素・水素の順に流量計側に付いてるバルブを締めた
後に電磁弁を閉じてガスの供給を停止する。この様な方
法で作業を行う事により逆火の無い安全な石英管の溶着
が出来た。
【００１６】
【発明の効果】以上述べた様に、本発明によればＶＧＦ
法の様な坩堝型の成長容器を使用し、その原料がガリウ
ムのような低融点材料を使用する化合物半導体の製造に
おいて、大型石英管を立てた状態で溶着する際に起きる
逆火を未然に防止し、作業を安全確実に行うことが可能
となる。
法の様な坩堝型の成長容器を使用し、その原料がガリウ
ムのような低融点材料を使用する化合物半導体の製造に
おいて、大型石英管を立てた状態で溶着する際に起きる
逆火を未然に防止し、作業を安全確実に行うことが可能
となる。
【図１】本発明の溶着加工装置により石英管を溶着加工
している状況を示す図である。
している状況を示す図である。
【図２】本発明の溶着加工装置のバーナー火口附近の構
造を示す側断面図である。
造を示す側断面図である。
【図３】石英管を溶着加工する際のバーナー火口部の温
度変化を示す図である。線（ａ）は逆火現象が起きな
く、安定な状態の場合の温度変化であり、線（ｂ）は逆
火現象が生じた場合の温度変化である。
度変化を示す図である。線（ａ）は逆火現象が起きな
く、安定な状態の場合の温度変化であり、線（ｂ）は逆
火現象が生じた場合の温度変化である。
１ 本体石英管 ２ 石英キャップ ３ ガスバーナー ４ 石英管固定台 ５ バーナー火口 ６ ガス導入管 ７ ガス用銅パイプ ８ 水冷銅パイプ ９ 熱電対 １０ ろう付け部
Claims (2)
- 【請求項１】 化合物半導体の製造に用いられ、２ケ以
上に分割された石英管を立てた状態で、円環状ガス管に
溶着部に向って放射状に設けられた多数個のバーナー火
口を有するガスバーナーにより溶着する石英管の溶着加
工装置において、温度モニター用センサーを設けたバー
ナー火口部と、冷却機構を設けた円環状ガス管部とを具
備することを特徴とした化合物半導体用石英管の溶着加
工装置。 - 【請求項２】 化合物半導体の製造に用いられ、２ケ以
上に分割された石英管を立てた状態で、円環状ガス管に
溶着部に向って放射状に設けられた多数個のバーナー火
口を有するガスバーナーにより石英管を溶着する際に、
バーナー火口部に設けた温度モニター用センサーにより
測定した温度が４００℃以下となる様にガスバーナーを
制御することを特徴とする化合物半導体用石英管の溶着
加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24962493A JPH07101741A (ja) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | 化合物半導体用石英管の溶着加工装置及び溶着加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24962493A JPH07101741A (ja) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | 化合物半導体用石英管の溶着加工装置及び溶着加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07101741A true JPH07101741A (ja) | 1995-04-18 |
Family
ID=17195800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24962493A Pending JPH07101741A (ja) | 1993-10-06 | 1993-10-06 | 化合物半導体用石英管の溶着加工装置及び溶着加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07101741A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012030985A (ja) * | 2010-07-28 | 2012-02-16 | Nippon Electric Glass Co Ltd | ガラス管の接合方法、及びガラス管の製造方法 |
| JP2020180047A (ja) * | 2020-07-20 | 2020-11-05 | ネクサス株式会社 | 石英バイアル瓶の製造方法 |
| CN112408761A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-02-26 | 广东先导先进材料股份有限公司 | 一种焊接装置 |
| CN115771996A (zh) * | 2022-11-18 | 2023-03-10 | 云南中科鑫圆晶体材料有限公司 | Vgf晶体生长用超大直径石英管的真空封焊方法 |
-
1993
- 1993-10-06 JP JP24962493A patent/JPH07101741A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012030985A (ja) * | 2010-07-28 | 2012-02-16 | Nippon Electric Glass Co Ltd | ガラス管の接合方法、及びガラス管の製造方法 |
| JP2020180047A (ja) * | 2020-07-20 | 2020-11-05 | ネクサス株式会社 | 石英バイアル瓶の製造方法 |
| CN112408761A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-02-26 | 广东先导先进材料股份有限公司 | 一种焊接装置 |
| CN115771996A (zh) * | 2022-11-18 | 2023-03-10 | 云南中科鑫圆晶体材料有限公司 | Vgf晶体生长用超大直径石英管的真空封焊方法 |
| CN115771996B (zh) * | 2022-11-18 | 2024-03-22 | 云南中科鑫圆晶体材料有限公司 | Vgf晶体生长用超大直径石英管的真空封焊方法 |
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