專利名稱：半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置。
背景技術(shù)：
隨著模擬電路技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體元件越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于電路設(shè)計(jì)。其中，半導(dǎo)體元件中的燒結(jié)工藝在整個(gè)半導(dǎo)體元件制作流程中占有十分重要的地位。在半導(dǎo)體元件燒結(jié)工藝的工序中，控制燒結(jié)爐爐膛的燒結(jié)溫度非常關(guān)鍵，出燒結(jié)爐爐口的半導(dǎo)體元件及隨行夾具的溫度必須控制在60°以下，且整個(gè)工藝過(guò)程必須在氣體保護(hù)下進(jìn)行燒結(jié)和冷卻，同時(shí)又必須保持無(wú)塵化。目前半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置中采用傳統(tǒng)的電阻絲對(duì)半導(dǎo)體元件進(jìn)行加熱，這種半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置存在嚴(yán)重的不足第一、電阻絲加熱所對(duì)應(yīng)的熱源型式的加熱條件及燒結(jié)的工藝要求，決定其只能采用空氣對(duì)流傳熱的間接加熱方式，而在三相物體中，空氣熱阻最高，容易造成能耗高、熱效低的不良影響，最終導(dǎo)致生產(chǎn)效率低下；第二、由于電阻絲加熱造成燒結(jié)工場(chǎng)的環(huán)境溫度很高；第三、采用電阻絲對(duì)半導(dǎo)體元件進(jìn)行加熱的半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置，該燒結(jié)裝置結(jié)構(gòu)使得助焊劑松香水以及氮?dú)夂茈y回收再用，逸出進(jìn)入大氣中， 對(duì)工場(chǎng)空氣造成污染；第四、由于大部分松香氣體在燒結(jié)過(guò)程中會(huì)附著在爐膛內(nèi)壁形成結(jié)斑，結(jié)斑碳化后會(huì)污染半導(dǎo)體元件。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置，以解決現(xiàn)有半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置中采用電阻絲加熱造成的生產(chǎn)效率低下的問(wèn)題。為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置，包括燒結(jié)爐爐體、貫穿所述燒結(jié)爐爐體的傳輸絲網(wǎng)、所述傳輸絲網(wǎng)至少一側(cè)設(shè)置多個(gè)支架、設(shè)置在所述支架內(nèi)的紅外輻射管，所述多個(gè)支架串接設(shè)置。優(yōu)選地，所述傳輸網(wǎng)的兩側(cè)設(shè)置所述紅外輻射管。優(yōu)選地，所述紅外輻射管包括中波紅外輻射管、短波紅外輻射管以及中波紅外輻射管和短波紅外輻射管的組合。優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置還包括漸冷卻單元，所述漸冷卻單元第一漸冷卻元件以及第二漸冷卻元件，所述第一漸冷卻元件和所述第二漸冷卻元件分別設(shè)置在所述傳輸絲網(wǎng)的兩側(cè)，并且所述第一漸冷卻元件與所述傳輸絲網(wǎng)之間的距離大于所述第二漸冷卻元件與所述傳輸絲網(wǎng)之間的距離。優(yōu)選地，所述第一漸冷卻元件和所述第二漸冷卻元件均為多個(gè)高導(dǎo)熱率鑄鐵塊。優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置還包括變頻電機(jī)，所述變頻電機(jī)與所述傳輸絲網(wǎng)連接。優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置還包括混合氣體的分離裝置，所述混合氣體的分離裝置收集與所述支架連通設(shè)置。[0013]優(yōu)選地，所述紅外輻射管通過(guò)多個(gè)支撐件固定在所述支架內(nèi)。優(yōu)選地，在所述燒結(jié)爐爐體的腔內(nèi)壁周邊設(shè)置高反射率薄板。優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置還包括風(fēng)幕，所述風(fēng)幕設(shè)置在支架的內(nèi)壁上。本實(shí)用新型提供的半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置，通過(guò)設(shè)置在燒結(jié)爐內(nèi)的紅外輻射管對(duì)半導(dǎo)體元件和隨行夾具進(jìn)行直接加熱，在燒結(jié)過(guò)程中優(yōu)化分配和布置不同功率及不同波長(zhǎng)的紅外輻射管，以提高半導(dǎo)體元件的成品率和產(chǎn)出率，并且優(yōu)化了能耗。半導(dǎo)體元件烘干充分，產(chǎn)品可靠性好；半導(dǎo)體元件金屬化完全，產(chǎn)品成品率高。此外，紅外輻射管啟動(dòng)響應(yīng)時(shí)間短，在非工作期間爐腔無(wú)需保溫。進(jìn)一步地，設(shè)置的漸冷卻單元，應(yīng)用輻射冷卻對(duì)半導(dǎo)體元件及隨行夾具進(jìn)行漸行冷卻，以防止受到冷沖擊而造成硅晶片破裂。進(jìn)一步地，設(shè)置的變頻電機(jī)用以控制傳輸絲網(wǎng)的傳輸速度，使得半導(dǎo)體元件在進(jìn)行燒結(jié)的過(guò)程中，根據(jù)不同的輻射條件通過(guò)變頻電機(jī)調(diào)整傳輸絲網(wǎng)的速度，進(jìn)一步調(diào)整半導(dǎo)體元件的運(yùn)行速度。進(jìn)一步地，在所述燒結(jié)爐爐體的腔內(nèi)周邊設(shè)置高反射率薄板，以使漫射的紅外線集中反射到半導(dǎo)體元件及隨行夾具上，提高熱效率，同時(shí)減少輻射熱外傳。進(jìn)一步地，半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置的風(fēng)幕設(shè)置在支架的內(nèi)壁上，向傳輸通道噴氣， 以防止每個(gè)支架形成的加熱功能區(qū)的溫度失衡。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置中燒結(jié)區(qū)剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型提出的半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率，僅用于方便、明晰地輔助說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例的目的。本實(shí)用新型的核心思想在于，提供一種半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置，通過(guò)設(shè)置在燒結(jié)爐內(nèi)的紅外輻射管對(duì)半導(dǎo)體元件和隨行夾具進(jìn)行直接加熱，在燒結(jié)過(guò)程中優(yōu)化分配和布置不同功率及不同波長(zhǎng)的紅外輻射管，以提高半導(dǎo)體元件的成品率和產(chǎn)出率，并且優(yōu)化了能耗。半導(dǎo)體元件烘干充分，產(chǎn)品可靠性好；半導(dǎo)體元件金屬化完全，產(chǎn)品成品率高。此外，紅外輻射管啟動(dòng)響應(yīng)時(shí)間短，在非工作期間爐腔無(wú)需保溫。圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。參照?qǐng)D1， 半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置包括燒結(jié)爐爐體11、貫穿所述燒結(jié)爐爐體11的傳輸絲網(wǎng)14、所述傳輸絲網(wǎng)14至少一側(cè)設(shè)置多個(gè)支架12、設(shè)置在所述支架12內(nèi)的紅外輻射管13，所述多個(gè)支架12串接設(shè)置。進(jìn)一步地，半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置還包括漸冷卻單元，所述漸冷卻單元包括第一漸冷卻元件1 以及第二漸冷卻元件15b，所述第一漸冷卻元件1 和所述第二漸冷卻元件15b分別設(shè)置在所述傳輸絲網(wǎng)14的兩側(cè)，并且所述第一漸冷卻元件15a與所述傳輸絲網(wǎng)14 之間的距離大于所述第二漸冷卻元件15b與所述傳輸絲網(wǎng)14之間的距離。在本實(shí)施例中， 第一漸冷卻元件15a和所述第二漸冷卻元件15b均為多個(gè)高導(dǎo)熱率鑄鐵塊，所述高導(dǎo)熱率鑄鐵塊吸收輻射熱，以達(dá)到輻射冷卻的目的，并傳導(dǎo)熱量至大氣。為描述方便，根據(jù)加熱功能的不同分別將紅外輻射管13所在的不同區(qū)域分成烘干區(qū)131、預(yù)燒結(jié)區(qū)132、燒結(jié)區(qū)133、保溫區(qū)134。此外，第一漸冷卻元件15a以及第二漸冷卻元件15b形成漸冷卻區(qū)136，與所述漸冷卻區(qū)136連接有一急冷區(qū)137，在所述漸冷卻區(qū)136與所述保溫區(qū)134之間設(shè)置有第一隔離區(qū)135a，在燒結(jié)爐爐口處設(shè)置有第二隔離區(qū) 135b，所述第二隔離區(qū)135b與所述烘干區(qū)131連接，所述第一隔離區(qū)135a和第二隔離區(qū) 135b的設(shè)置能夠加強(qiáng)燒結(jié)爐爐體內(nèi)溫度的平衡。此外，在烘干區(qū)131以及預(yù)燒結(jié)區(qū)132內(nèi)分別與所述支架12連通設(shè)置混合氣體的分離裝置16，進(jìn)一步地，所述半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置還包括風(fēng)幕17，所述風(fēng)幕17設(shè)置在支架12的內(nèi)壁上，將風(fēng)幕17設(shè)置在每個(gè)區(qū)之間，以保證每個(gè)區(qū)的溫度穩(wěn)定。在爐口處設(shè)置的風(fēng)幕17不僅保溫并且防止灰塵進(jìn)入燒結(jié)爐爐體腔內(nèi)，在本實(shí)施例中，所述風(fēng)幕17采用的是氮?dú)?，而在漸冷卻區(qū)136與急冷區(qū)137之間設(shè)置的風(fēng)幕17采用的是壓縮空氣，所述壓縮空氣起到一定的對(duì)流傳導(dǎo)冷卻作用，使整個(gè)冷卻過(guò)程漸行進(jìn)行，避免冷沖擊。在所述烘干區(qū)131內(nèi)，傳輸絲網(wǎng)14的一側(cè)設(shè)置有紅外輻射管13，所述紅外輻射管 13為中波紅外輻射管，在本實(shí)施例中，有兩件中波紅外輻射管設(shè)置在傳輸絲網(wǎng)14的一側(cè)， 在半導(dǎo)體元件的燒結(jié)部位放置如錫片以及涂覆有機(jī)溶劑稀釋的助焊劑松香水，在烘干區(qū) 131內(nèi)主要是烘干半導(dǎo)體元件的有機(jī)溶劑和松香樹脂。由于有機(jī)溶劑及樹脂類吸收中波，故在烘干區(qū)131內(nèi)采用中波紅外輻射管。此時(shí)，在烘干區(qū)131內(nèi)與所述支架12連通設(shè)置的混合氣體的分離裝置16收集有機(jī)溶劑，便于將有機(jī)溶劑及時(shí)排出。在所述預(yù)燒結(jié)區(qū)132內(nèi)，傳輸絲網(wǎng)14的兩側(cè)均設(shè)置有紅外輻射管13，所述紅外輻射管13為中波紅外輻射管和短波紅外輻射管混合配置，傳輸絲網(wǎng)14每一側(cè)各設(shè)置一個(gè)中波紅外輻射管和一個(gè)短波紅外輻射管。此預(yù)燒結(jié)區(qū)132主要功能是對(duì)半導(dǎo)體元件繼續(xù)烘干，同時(shí)對(duì)半導(dǎo)體元件及隨行夾具進(jìn)行高溫預(yù)加熱，由于金屬及石墨是吸收短波的，因此在對(duì)半導(dǎo)體元件及隨行夾具進(jìn)行高溫預(yù)加熱時(shí)需用短波紅外輻射管。在預(yù)燒結(jié)區(qū)132內(nèi)與所述支架12連通設(shè)置的混合氣體的分離裝置16收集松香油，便于將預(yù)燒結(jié)區(qū)132及時(shí)排出， 利于清潔生產(chǎn)。圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置中燒結(jié)區(qū)剖面結(jié)構(gòu)示意圖。參照?qǐng)D2，在傳輸絲網(wǎng)14的兩側(cè)分別設(shè)置有兩件短波紅外輻射管，燒結(jié)區(qū)133的主要功能是對(duì)半導(dǎo)體元件23進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)完成金屬融結(jié)。具體地，所述紅外輻射管13通過(guò)多個(gè)支撐件21固定在所述支架12內(nèi)，同時(shí)爐體設(shè)置有頂蓋22便于爐體內(nèi)清洗，在燒結(jié)區(qū)的爐腔內(nèi)壁周邊設(shè)置高反射率薄板25，使漫射的紅外線集中反射到半導(dǎo)體元件23及隨行夾具 24上，提高熱效率，同時(shí)減少輻射熱外傳。具體地，在烘干區(qū)131、預(yù)燒結(jié)區(qū)132以及保溫區(qū)134內(nèi)的紅外輻射管13也是通過(guò)多個(gè)支撐件21固定在所述支架12內(nèi)。保溫區(qū)134的傳輸絲網(wǎng)14的兩側(cè)分別布置兩件短波紅外輻射管，主要是對(duì)半導(dǎo)體元件23進(jìn)行保溫保護(hù)以及放慢冷卻速度。[0033]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的利用半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置對(duì)半導(dǎo)體元件進(jìn)行的工藝步驟如下對(duì)半導(dǎo)體元件23進(jìn)行燒結(jié)前，將半導(dǎo)體元件23和隨行夾具M(jìn)置于傳輸絲網(wǎng)14 上，在本實(shí)施例中，所述傳輸絲網(wǎng)14為不銹鋼網(wǎng)帶，所述不銹鋼網(wǎng)帶置于鏤空不銹鋼支撐導(dǎo)軌上，同時(shí)應(yīng)用重力張緊機(jī)構(gòu)自動(dòng)調(diào)節(jié)網(wǎng)帶張力。通過(guò)調(diào)節(jié)與傳輸絲網(wǎng)14連接的變頻電機(jī)，控制半導(dǎo)體元件23依次通過(guò)烘干區(qū)131、預(yù)燒結(jié)區(qū)132、燒結(jié)區(qū)133、保溫區(qū)134、漸冷卻區(qū)136以及急冷區(qū)137的速度，使半導(dǎo)體元件23烘干充分，金屬化完全。開(kāi)啟燒結(jié)爐內(nèi)的紅外輻射管13，啟動(dòng)所述傳輸絲網(wǎng)14，使所述半導(dǎo)體元件23通過(guò)所述傳輸絲網(wǎng)14傳輸?shù)剿鰺Y(jié)爐內(nèi)，所述燒結(jié)爐內(nèi)的紅外輻射管13輻射所述半導(dǎo)體元件23，使所述半導(dǎo)體元件23依次完成烘干、預(yù)燒結(jié)以及燒結(jié)工藝，在漸冷卻區(qū)136利用熾熱物體的熱輻射向外散熱的特性，設(shè)置的高導(dǎo)熱率鑄鐵塊能夠吸收輻射熱，以達(dá)到輻射冷卻目的，并傳導(dǎo)熱至大氣。完成燒結(jié)的對(duì)象需要進(jìn)一步快速冷卻，在短時(shí)間內(nèi)降溫達(dá)到預(yù)設(shè)溫度，因此最后完成燒結(jié)的對(duì)象通過(guò)急冷區(qū)137后，整個(gè)燒結(jié)過(guò)程結(jié)束。在整個(gè)燒結(jié)過(guò)程中，燒結(jié)工藝所需要用到的保護(hù)氣體只在燒結(jié)區(qū)133內(nèi)使用，大大節(jié)省了保護(hù)氣體的使用量。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置，其特征在于，包括燒結(jié)爐爐體、貫穿所述燒結(jié)爐爐體的傳輸絲網(wǎng)、所述傳輸絲網(wǎng)至少一側(cè)設(shè)置多個(gè)支架、設(shè)置在所述支架內(nèi)的紅外輻射管，所述多個(gè)支架串接設(shè)置。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置，其特征在于，所述傳輸網(wǎng)的兩側(cè)設(shè)置所述紅外輻射管。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置，其特征在于，所述紅外輻射管包括中波紅外輻射管、短波紅外輻射管以及中波紅外輻射管和短波紅外輻射管的組合。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置還包括漸冷卻單元，所述漸冷卻單元包括第一漸冷卻元件以及第二漸冷卻元件，所述第一漸冷卻元件和所述第二漸冷卻元件分別設(shè)置在所述傳輸絲網(wǎng)的兩側(cè)，并且所述第一漸冷卻元件與所述傳輸絲網(wǎng)之間的距離大于所述第二漸冷卻元件與所述傳輸絲網(wǎng)之間的距離
5.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置，其特征在于，所述第一漸冷卻元件和所述第二漸冷卻元件均為多個(gè)高導(dǎo)熱率鑄鐵塊。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置還包括變頻電機(jī)，所述變頻電機(jī)與所述傳輸絲網(wǎng)連接。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置還包括混合氣體的分離裝置，所述混合氣體的分離裝置與所述支架連通設(shè)置。
8.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)的半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置，其特征在于，所述紅外輻射管通過(guò)多個(gè)支撐件固定在所述支架內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)的半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置，其特征在于，在所述燒結(jié)爐爐體的腔內(nèi)壁周邊設(shè)置高反射率薄板。
10.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)的半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置還包括風(fēng)幕，所述風(fēng)幕設(shè)置在支架的內(nèi)壁上。
專利摘要本實(shí)用新型提出一種半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置，包括燒結(jié)爐爐體、貫穿燒結(jié)爐爐體的傳輸絲網(wǎng)、傳輸絲網(wǎng)至少一側(cè)設(shè)置多個(gè)支架、設(shè)置在支架內(nèi)的紅外輻射管，多個(gè)支架串接設(shè)置。本實(shí)用新型提供的半導(dǎo)體元件的燒結(jié)裝置，通過(guò)設(shè)置的紅外輻射管對(duì)半導(dǎo)體元件和隨行夾具進(jìn)行直接加熱，在燒結(jié)過(guò)程中優(yōu)化分配和布置不同功率及不同波長(zhǎng)的紅外輻射管，以提高半導(dǎo)體元件的成品率和產(chǎn)出率，并且優(yōu)化了能耗。半導(dǎo)體元件烘干充分，產(chǎn)品可靠性好。
文檔編號(hào)H01L21/67GK202304373SQ20112037490
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者仝韶華, 孫逸, 李桂琴, 陸利新 申請(qǐng)人:上海煦康電子科技有限公司