[发明专利]六英寸特大功率可控硅元件用陶瓷外壳的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的生产制造领域，特别是六英寸特大功率可控硅元件用陶瓷外壳的工艺方法。

背景技术

传统的热压注成型工艺，其特点是能解决结构复杂的陶瓷一次成型，但热压注成型的缺点是，只能生产规格较小的陶瓷坯体，用此方法生产大件产品难度很大，目前国内可控硅陶瓷外壳的最高水平是5英寸。伴随着晶闸管向大直径、高功率发展，陶瓷外壳的制造技术也在不断进步，直径从最初的半英寸发展到现在的6英寸，结构也发生了很大的变化，生产厂家也逐步走向专业化。国际上目前晶闸管的最高生产水平是6英寸、8500V/4000A，国外生产采用等静压成型方法先加工简单的环形坯体，再利用精密机床加工成所需的形状。该方法设备投入大，工艺繁琐，制作成本高。而传统的热压注成型工艺工作效率低且其产品容易产生裂变。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对上述现有技术现状，而提供一种工艺简单、成本低但工作效率高、产品裂变小的六英寸特大功率可控硅元件用陶瓷外壳的工艺方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：制造六英寸特大功率可控硅元件用陶瓷外壳的工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：a)原料制备；b)成型；c)排蜡；d)烧结；e)施釉；

所述步骤a)中，在球磨前，加植物油酸为粉料重量的0.3％，进行球磨，时间为12小时；球磨开始后2小时，加植物油酸0.3％；球磨开始后4小时，再加植物油酸0.2％；

所述步骤b)中，料浆温度为70-75℃，压力为0.6-0.8MPa，保压时间8-10秒；使用气缸压紧模具，模具型腔厚度为15mm以上；

所述步骤c)中，加热控制系统使用可控硅配套程控智能表进行控制；

所述步骤d)中，烧结温度为1700℃，时间为30小时；

所述步骤e)中，先在瓷件裙筋间不易喷到的地方涂釉，再在其表面喷釉。

与现有技术相比，本发明的优点在于，减少了球磨时间，既提高了工作效率又便于后序的排蜡稳定；作为活化剂的植物油酸，分期施加，更容易被粉料吸收，保证了料浆的流动性，便于成型大件产品；提高了料浆成型的温度与压力，增加了模具的厚度，以保证足够的吸热量，能使注入的料浆充分凝固并便于脱模时足够冷却而不变形；减低烧结温度但加长时间，降低了烧结收缩时产生的裂变。

具体实施方式

下面根据实施例对本发明作进一步详细说明。

制造六英寸特大功率可控硅元件用陶瓷外壳的工艺方法，包括如下步骤：a)原料制备；b)成型；c)排蜡；d)烧结；e)施釉；

所述步骤a)中，在球磨前，先按照粉料的重量的0.3％添加植物油酸，进行球磨；球磨开始后2小时，加植物油酸0.3％；球磨开始后4小时，再加植物油酸0.2％；总球磨时间为12小时；

所述步骤b)中，料浆温度为70-75℃，压力为0.6-0.8MPa，保压时间8-10秒；使用气缸压紧模具，模具型腔厚度为大于15mm；

所述步骤c)中，加热控制系统使用可控硅配套程控智能表进行控制；

所述步骤d)中，烧结温度为1700℃，时间为30小时。

所述步骤e)中，先在瓷件裙筋间不易喷到得地方涂釉，再在其表面喷釉。