一種燒結(jié)模具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及一種燒結(jié)模具領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體電子器件生產(chǎn)中，需要對硅片進(jìn)行燒結(jié)加工，傳統(tǒng)的整流管和晶閘管燒結(jié)模具中將按鉬圓片、鋁圓片、硅圓片依次放入石墨模內(nèi)，每個(gè)石墨模中放3-5組，最后將與鋁片等圓的平整的壓塊放在上面。組裝好放置在真空燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，將硅一鋁一鉬燒結(jié)在一起，采用該種組裝結(jié)構(gòu)燒結(jié)時(shí)，容易產(chǎn)生硅片邊緣合金沾潤不均勻，形成邊緣崩邊、擱空、偏心等現(xiàn)象，造成燒結(jié)成品率降低。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)對硅片燒結(jié)的研究主要是在燒結(jié)組裝結(jié)構(gòu)方面，例如CN203367240U硅片邊緣合金沾潤良好的二極管和晶閘管燒結(jié)組裝結(jié)構(gòu)，該實(shí)用新型在石墨模的底面中心開有透氣孔，將石墨隔離片、硅圓片、鋁圓片和鉬圓片依次疊放，組成一組，平放入石墨模內(nèi)，3-5組疊放一起，上面再放一片石墨隔離片，最后放置壓塊；所述石墨隔離片、硅圓片、鋁圓片和鋁圓片的外徑相同；所述壓塊為不銹鋼材料制成，外徑小于石墨模內(nèi)徑1-2_;所述壓塊至少進(jìn)入石墨模內(nèi)三分之一；所述石墨模內(nèi)徑大于石墨隔離片、硅圓片、鋁圓片和鋁圓片外徑0.1-0.4_，采用該晶閘管燒結(jié)組裝結(jié)構(gòu)燒結(jié)硅一鋁一鉬圓片的結(jié)果達(dá)到硅片邊緣合金沾潤良好，均勻，克服崩邊現(xiàn)象發(fā)生，提高硅圓片、鋁圓片和鋁圓片燒結(jié)成品率，改善偏心。
[0004]雖然上述實(shí)用新型對比以往硅片的燒結(jié)加工，達(dá)到硅片邊緣合金沾潤良好、均勻的目地，提高了燒結(jié)的質(zhì)量，但在實(shí)際操作過程中，裝片時(shí)用鑷子將硅片和鉬片由上而下傾斜送到底部后再放平硅片，此過程經(jīng)常造成硅片、鉬片的邊緣與內(nèi)壁有摩擦，導(dǎo)致石墨粉掉在表面造成燒結(jié)擱空現(xiàn)象；且該實(shí)用新型難以調(diào)整硅片、鉬片、鋁箔片的相對位置，易造成燒結(jié)偏心現(xiàn)象；同時(shí)在高溫?zé)Y(jié)過程中芯片邊緣有溢鋁現(xiàn)象，常因溢出的鋁塞滿了邊緣的縫隙而很難取片，這些問題仍有待進(jìn)一步改善和解決。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種燒結(jié)模具，解決現(xiàn)有硅片在燒結(jié)過程中，硅片難以夾取，裝片時(shí)易產(chǎn)生偏心、高溫下容易溢鋁以及有害雜質(zhì)難以揮發(fā)等問題。
[0006]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:
[0007]—種燒結(jié)模具，包括模具本體，其特征在于，所述模具本體為圓筒型，且模具本體底部開設(shè)有通氣孔，所述模具本體四周開設(shè)有至少一個(gè)定位槽。
[0008]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，模具本體為圓筒型，與所要加工的硅片形狀一致。模具本體底部開設(shè)有通氣孔，可增加透氣性。模具本體四周開設(shè)有至少一個(gè)定位槽，用鑷子夾住硅片、鋁片和鉬片從定位槽平放進(jìn)模具本體，并可及時(shí)從側(cè)邊調(diào)整其擺放的位置，方便了裝片；降低了偏心的可能性；同時(shí)減少硅片、鋁片和鉬片的邊緣與模具內(nèi)壁之間的摩擦，避免了可能因摩擦而掉落的石墨粉會落在硅片、鋁片和鉬片表面造成燒結(jié)擱空現(xiàn)象；在高溫?zé)Y(jié)過程中，以往當(dāng)鋁融化而塞滿模具本體內(nèi)部邊緣的縫隙導(dǎo)致很難從燒結(jié)模具自上而下取片，現(xiàn)在通過定位槽可從側(cè)面將每個(gè)芯片分離開來取片；多個(gè)定位槽增加透氣性，也可一次燒結(jié)更多的芯片，提高生產(chǎn)效率。
[0009]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn):
[0010]進(jìn)一步，所述模具本體的壁厚為3-4_，采用本步的有益效果是使模具本體側(cè)壁的厚度適中；
[0011 ] 進(jìn)一步，所述通氣孔的直徑為8-10_，采用本步的有益效果是因?yàn)橥饪走^小，達(dá)不到透氣性最佳效果，通氣孔偏大，則使底部芯片受通氣孔的外部高溫影響，質(zhì)量受損；
[0012]進(jìn)一步，所述定位槽的寬度為8-12mm，采用本步的有益效果是因?yàn)槎ㄎ徊鄣脑O(shè)計(jì)主要有利于芯片的夾取和增加透氣性，定位槽過窄不利于芯片夾取和燒結(jié)時(shí)的透氣性，定位槽過寬，當(dāng)硅片和鉬片之間的鋁熔化后自芯片邊緣受熱不均勻向下流淌形成溢鋁，影響芯片的燒結(jié)質(zhì)量；
[0013]進(jìn)一步，所述模具本體的材質(zhì)為光譜純石墨，采用本步的有益效果是因?yàn)楣庾V純石墨為特種純石墨類，具有強(qiáng)度高、耐高溫、抗氧化性好、電阻率低、耐腐蝕并且易于精密加工等特點(diǎn)，其雜質(zhì)含量很低，可達(dá)到50PPM，可以防止普通石墨中的雜質(zhì)在高溫下散發(fā)出來，從而影響芯片的質(zhì)量，是理想的燒結(jié)模具材料；
[0014]進(jìn)一步，所述定位槽與所述模具本體底部之間采用清根工藝，采用本步的有益效果是采用質(zhì)量要求較高的雙面焊接成型的全熔透焊縫，對完成的燒結(jié)模具本體的側(cè)壁和底部之間的焊縫根部進(jìn)行清理，清除焊縫根部的缺陷，如氣孔、凹坑、雜質(zhì)等，從而增加燒結(jié)芯片的平整度。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0016]1.本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，將模具本體設(shè)計(jì)為圓筒型，與硅片形狀一致，模具本體底部開設(shè)有通氣孔，可以增加透氣性，有益于在高溫?zé)Y(jié)時(shí)，硅片、鋁片、鉬片和模具本體中的有害雜質(zhì)的揮發(fā)，模具本體四周開設(shè)有至少一個(gè)定位槽，用鑷子夾住硅片、鋁片和鉬片從定位槽平放進(jìn)模具本體，方便了裝片，降低了偏心的可能性，同時(shí)減少硅片、鋁片和鉬片的邊緣與內(nèi)壁之間的摩擦，避免石墨粉掉在表面造成燒結(jié)擱空現(xiàn)象，在高溫?zé)Y(jié)過程中，以往當(dāng)鋁融化后塞滿模具本體內(nèi)部邊緣的縫隙，導(dǎo)致很難自上而下從燒結(jié)模具取片，現(xiàn)在可以通過定位槽從側(cè)面將每個(gè)芯片分離開來取片，多個(gè)定位槽更增加透氣性，也可一次燒結(jié)更多的芯片，提尚生廣效率。
[0017]2.本實(shí)用新型將模具本體的壁厚優(yōu)選為為3-4_，如果偏薄，在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常裝片、取片、清洗和傳遞產(chǎn)生的摩擦碰撞會使燒結(jié)模具易于損壞，影響其使用壽命，如果偏厚，會浪費(fèi)燒結(jié)模具的原材料，并且燒結(jié)時(shí)由于厚度帶來的內(nèi)外部溫度差，難以控制芯片真正所需的溫度。
[0018]3.本實(shí)用新型的通氣孔直徑優(yōu)選為8-10mm，有利于通氣孔達(dá)到透氣性最佳效果，并且避免底部芯片受通氣孔的外部高溫影響，質(zhì)量受損。
[0019]4.本實(shí)用新型將定位槽的寬度優(yōu)選為8-12_，有利于芯片的夾取和增加透氣性，定位槽過窄不利于芯片夾取和燒結(jié)時(shí)的透氣性，定位槽過寬，當(dāng)硅片和鉬片之間的鋁熔化后自芯片邊緣受熱不均勻向下流淌形成溢鋁，影響芯片的燒結(jié)質(zhì)量；
[0020]5.本實(shí)用新型的模具本體材質(zhì)優(yōu)選光譜純石墨，光譜純石墨為特種純石墨類，具有強(qiáng)度高、耐高溫、抗氧化性好、電阻率低、耐腐蝕并且易于精密加工等特點(diǎn)，其雜質(zhì)含量很低，可達(dá)到50PPM，可以防止普通石墨中的雜質(zhì)在高溫下散發(fā)出來，從而影響芯片的質(zhì)量，是理想的燒結(jié)模具材料。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型具體實(shí)施例所述的一種燒結(jié)模具的剖視圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型具體實(shí)施例所述的一種燒結(jié)模具的俯視圖；
[0023]附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下:
[0024]1.模具本體，
[0025]2.通氣孔，
[0026]3.定位槽，
[0027]4.清根。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
[0029]本實(shí)用新型為一種燒結(jié)模具，包括模具本體，所述