[实用新型]一种烧结模具

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体领域，尤其涉及一种烧结模具领域。

背景技术

在半导体电子器件生产中，需要对硅片进行烧结加工，传统的整流管和晶闸管烧结模具中将按钼圆片、铝圆片、硅圆片依次放入石墨模内，每个石墨模中放3-5组，最后将与铝片等圆的平整的压块放在上面。组装好放置在真空烧结炉内进行烧结，将硅一铝一钼烧结在一起，采用该种组装结构烧结时，容易产生硅片边缘合金沾润不均匀，形成边缘崩边、搁空、偏心等现象，造成烧结成品率降低。

现有技术对硅片烧结的研究主要是在烧结组装结构方面，例如CN203367240U硅片边缘合金沾润良好的二极管和晶闸管烧结组装结构，该实用新型在石墨模的底面中心开有透气孔，将石墨隔离片、硅圆片、铝圆片和钼圆片依次叠放，组成一组，平放入石墨模内，3-5组叠放一起，上面再放一片石墨隔离片，最后放置压块；所述石墨隔离片、硅圆片、铝圆片和铝圆片的外径相同；所述压块为不锈钢材料制成，外径小于石墨模内径1-2mm；所述压块至少进入石墨模内三分之一；所述石墨模内径大于石墨隔离片、硅圆片、铝圆片和铝圆片外径0.1-0.4mm，采用该晶闸管烧结组装结构烧结硅一铝一钼圆片的结果达到硅片边缘合金沾润良好，均匀，克服崩边现象发生，提高硅圆片、铝圆片和铝圆片烧结成品率，改善偏心。

虽然上述实用新型对比以往硅片的烧结加工，达到硅片边缘合金沾润良好、均匀的目地，提高了烧结的质量，但在实际操作过程中，装片时用镊子将硅片和钼片由上而下倾斜送到底部后再放平硅片，此过程经常造成硅片、钼片的边缘与内壁有摩擦，导致石墨粉掉在表面造成烧结搁空现象；且该实用新型难以调整硅片、钼片、铝箔片的相对位置，易造成烧结偏心现象；同时在高温烧结过程中芯片边缘有溢铝现象，常因溢出的铝塞满了边缘的缝隙而很难取片，这些问题仍有待进一步改善和解决。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种烧结模具，解决现有硅片在烧结过程中，硅片难以夹取，装片时易产生偏心、高温下容易溢铝以及有害杂质难以挥发等问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种烧结模具，包括模具本体，其特征在于，所述模具本体为圆筒型，且模具本体底部开设有通气孔，所述模具本体四周开设有至少一个定位槽。

本实用新型结构简单，模具本体为圆筒型，与所要加工的硅片形状一致。模具本体底部开设有通气孔，可增加透气性。模具本体四周开设有至少一个定位槽，用镊子夹住硅片、铝片和钼片从定位槽平放进模具本体，并可及时从侧边调整其摆放的位置，方便了装片；降低了偏心的可能性；同时减少硅片、铝片和钼片的边缘与模具内壁之间的摩擦，避免了可能因摩擦而掉落的石墨粉会落在硅片、铝片和钼片表面造成烧结搁空现象；在高温烧结过程中，以往当铝融化而塞满模具本体内部边缘的缝隙导致很难从烧结模具自上而下取片，现在通过定位槽可从侧面将每个芯片分离开来取片；多个定位槽增加透气性，也可一次烧结更多的芯片，提高生产效率。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：

进一步，所述模具本体的壁厚为3-4mm，采用本步的有益效果是使模具本体侧壁的厚度适中；

进一步，所述通气孔的直径为8-10mm，采用本步的有益效果是因为通气孔过小，达不到透气性最佳效果，通气孔偏大，则使底部芯片受通气孔的外部高温影响，质量受损；

进一步，所述定位槽的宽度为8-12mm，采用本步的有益效果是因为定位槽的设计主要有利于芯片的夹取和增加透气性，定位槽过窄不利于芯片夹取和烧结时的透气性，定位槽过宽，当硅片和钼片之间的铝熔化后自芯片边缘受热不均匀向下流淌形成溢铝，影响芯片的烧结质量；

进一步，所述模具本体的材质为光谱纯石墨，采用本步的有益效果是因为光谱纯石墨为特种纯石墨类，具有强度高、耐高温、抗氧化性好、电阻率低、耐腐蚀并且易于精密加工等特点，其杂质含量很低，可达到50PPM，可以防止普通石墨中的杂质在高温下散发出来，从而影响芯片的质量，是理想的烧结模具材料；

进一步，所述定位槽与所述模具本体底部之间采用清根工艺，采用本步的有益效果是采用质量要求较高的双面焊接成型的全熔透焊缝，对完成的烧结模具本体的侧壁和底部之间的焊缝根部进行清理，清除焊缝根部的缺陷，如气孔、凹坑、杂质等，从而增加烧结芯片的平整度。

本实用新型的有益效果是：