[发明专利]反应烧结碳化硅悬臂桨的制作方法

说明书

技术领域  

本发明涉及碳化硅悬臂桨技术领域，尤其涉及一种反应烧结碳化硅悬臂桨的制作方法。

背景技术  

晶圆是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆；在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能的半导体元件产品。

晶圆的原始材料是硅，将硅元素提纯，制成高纯度的多晶硅，再把多晶硅融解，于融液里种入籽晶，然后将其慢慢拉出，形成圆柱状的单晶硅晶棒，硅晶棒再经过切段，滚磨，切片，倒角，抛光，激光刻，包装后，即成为积体电路工厂的基本原料——硅晶圆片，这就是“晶圆”。

在太阳能光伏电池PN结扩散掺杂设备—扩散炉和半导体制造业中对硅晶圆片进行热生长氧化的高温氧化扩散炉中，悬臂桨是设备中晶圆装载系统的关键部件，可以保证晶圆与炉管的同心度，进而使扩散、氧化更均匀。特别是碳化硅悬臂桨具有高强度、高纯度、高导热、无气孔、耐酸碱腐蚀、高温下无污染、不变形及良好的抗热震稳定性、载重量大等特点，避免了与炉管的直接接触，延长了炉管的使用寿命，解决了其它材质悬臂桨易断裂，载重量小，成本高的问题。

目前，现有技术中碳化硅悬臂桨的制作工艺非常复杂，并且每个厂家的工艺都有所不同，且碳化硅悬臂桨的合格率低，而造成碳化硅悬臂桨成本高。

发明内容   

本发明所要解决的技术问题是：提供一种反应烧结碳化硅悬臂桨的制作方法，工艺简单，提高了碳化硅悬臂桨的成品率。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：反应烧结碳化硅悬臂桨的制作方法，包括以下顺序实施的步骤：a.制作底模，所述底模的形状与所述碳化硅悬臂桨的形状相对应；b.制作石膏模具，将所述底模固定于一型模内，往所述型模内填充石膏浆，石膏固化后，取出底模，得到石膏模具；c.浇注成型，往所述石膏模具中浇注碳化硅浆料，碳化硅浆料固化后从石膏模具中脱出，得到碳化硅悬臂桨坯体；d.烘干，将所述碳化硅悬臂桨坯体先自然干燥，再送低温烘干室烘干；e.修整，所述碳化硅悬臂桨坯体干燥后，对所述碳化硅悬臂桨坯体的外形结构和表面上的缺陷进行修整;f.烧结，将烘干后的所述碳化硅悬臂桨坯体真空烧结得到碳化硅悬臂桨成品。

作为一种改进，所述石膏模具制作成型后需在温度70～80℃的干燥室内烘干2～3天，干燥均匀。

作为一种改进，所述制作石膏模具步骤中，将所述底模表面涂软皂水后再固定于所述型模内。

作为一种改进，所述烧结步骤前，所述碳化硅悬臂桨坯体需在100～120℃之间预热15～20小时。

作为进一步的改进，所述烧结步骤中，抽真空加热到1800～1900℃，经渗硅、恒温，然后冷却至1100～1200℃，再快速降温到120～150℃。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：由于采用了制作底模、制作石膏模、浇注成型、烘干和烧结这几个连续的工艺步骤，在制作时，由底模制得石膏模，然后再利用石膏模浇注出碳化硅悬臂桨坯体，确保了碳化硅悬臂桨坯体的成型，再通过真空烧结得到碳化硅悬臂桨成品，使得碳化硅悬臂桨强度高，整个制作过程，简化了制作工艺，降低了技术难度，提高了碳化硅悬臂桨的成品率。

由于对烘干后的碳化硅悬臂桨坯体表面进行修整，可以克服碳化硅悬臂桨坯体的表面缺陷，使得成品碳化硅悬臂桨表面质量高，进一步提高了碳化硅悬臂桨的成品率。

由于制作石膏模具时，在底模表面涂软皂水，使得石膏模具制作完成后取出底模时更加容易脱离，底模与石膏模具表面不粘连，保持了石膏模具内表面的平整度，进一步提高了碳化硅悬臂桨的成品率。

由于烧结步骤前，碳化硅悬臂桨坯体需预热，可使坯体进一步排出坯体内的水分，充分干燥，从而避免了如坯体干燥不均匀在烧结时所产生的开裂，进一步提高了碳化硅悬臂桨的成品率。

由于真空烧结完成后快速降温到120～150℃，可使产品能够尽早出炉，缩短了产品生产时间，提高了工作效率。

附图说明  

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

附图是本发明实施例的工艺框图；

图中：1、制作底模，2、制作石膏模具，3、浇注成型，4、烘干，5、修整，6、烧结。

具体实施方式