[发明专利]内控真空焊接炉

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，具体的来说涉及一种用于半导体行业的钎焊、封装等工艺及生产中使用的内控真空焊接炉。

背景技术

在半导体行业中，半导体器件的钎焊、封装等工艺中，需要进行真空焊接或烧结。而目前进行真空焊接或烧结所采用的设备一般是隧道式焊接炉和普通真空焊接炉。

传统隧道式烧结炉主要用于半导体器件的后道封装、钎焊、气体保护热处理等工业生产，一般的其长度10-13米，宽1.5米占地面积较大，工作温度400摄氏度-1000摄氏度，温度控制精度±2度-6度，控制段数为3-8段，冷却方式一般为水循环，机身十分笨重，总功率50KVA耗电量大，隧道炉是敞开式结构，高温下需要的保护气体大量输入，气体用量十分庞大，且焊接面会有气孔产生，焊接有效面积70％，拉伸强度不足。

针对传统隧道式烧结炉用于半导体行业的钎焊、封装等工艺及生产中反应的问题，该行业开始使用普通焊接炉进行半导体的钎焊、封装。普通焊接炉是一种集电加热技术、真空技术、自动控制技术于一体的真空加热设备，有效解决了隧道焊接炉的气体用量大、焊接不良等问题。但是该这种普通焊接炉也存在着如下缺点：1、该普通焊接炉一般长3-4米，宽2米以上，高度在3米左右；跟隧道炉一样，机身笨重，占地面积比较大。2、该普通焊接炉采用和隧道炉相同的外加热源方式，器件在生产中受热不均匀，工艺十分难以把握，性能不稳定，而且实际检测的温度与烧结的温度不一致；3、冷却方式为外吹风冷却，速度慢，一般单降温过程要1.5小时以上，虽然容量大，但速度慢，综合效率并不高。4、再者该普通焊接炉的功率也在35KVA以上，也是持续加热(即不烧结的时候也在耗电)，仍然比较浪费能源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种内控真空焊接炉。该内控真空焊接炉采用内加热方式，热源的温度与实际烧结的温度最接近，从而解决了现有隧道式焊接炉和普通真空焊接炉所存在的诸多不足之处。

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

内控真空焊接炉，包括真空炉体和门，其特征在于，在所述真空炉体设置有加热装置，在贴近加热装置的上部设置有烧结模具搁置架，烧结时，所述烧结模具搁置在烧结模具搁置架上。

为了精确地控制烧结模具内的烧结温度，所述加热装置的温度传感器设置在所述烧结模具搁置架中，并位于加热装置上表面与烧结模具之间。

本发明还作了如下方面的改进：

为了提高生产效率，需要对真空炉体实施快速冷却，因此本发明在真空炉体上设置有水套，所述水套上设置有进、出水口，所述进、出水口连接冷却水源。

在所述真空炉体上设置真空管接头，所述真空管接头通过截止阀及真空管路与真空泵连接。

为了在烧结完毕后，能顺利地开启真空炉体，需要向真空炉体内充入一定的气体，使真空炉体的内外压力平衡，因此本发明在所述真空炉体上设置有一充气管接头，充气管接头也通过一截止阀及充气管路与气源连接。

一般来说，充气过程一般是在烧结完毕，冷却时进行，因此充入的气体不能为空气，需要是惰性气体，最好为氩气。

在本发明中，真空炉体可以为各种形状，如柜型、管状形状等。本发明的真空炉体的优选结构为包括一真空管体和支承真空管体的支架，真空管体的径向截面形状可以为矩形、椭圆和圆形，优选为圆形。所述真空管体的一端或两端设置有门。在真空管体的一侧设置门，就只能从真空管体一侧将烧结模具送入真空管体内进行烧结，如果在真空管体两端开门，就可以从真空管体的两侧实施操作，以提高生产效率。

真空炉体采用真空管体和支承真空管体的支架构成，真空管体可以是若干个，各自独立构成若干个真空炉体。若干个真空炉体以并行排列方式排列在支架上。或者以多层排列方式布置在支架上，每一层的若干个真空炉体以并行排列方式排列在支架上。

在本发明中，所述的加热装置为电加热装置，其包括固定安装在真空炉体内的加热板和纵向插入加热板中的电加热管，这样电加热管产生热量可以通过加热板均匀的辐射出来。

在本发明中，所述烧结模具搁置架包括固定搁置架和活动搁置架，所述固定搁置架为框架结构，其固定安装在真空炉体中，纵向的两侧设置导轨，活动搁置架安装在固定搁置架上并能在固定搁置架的导轨上滑动；所述活动搁置架用来放置烧结模具。通过活动搁置架可以方便地将烧结模具送入到真空炉体内，或从真空炉体内取出来。