[发明专利]一种生产钼圆片的粉末冶金方法

说明书

本发明涉及一种生产钼园片特别是半导体器件硅芯片支撑座用钼园片的粉末冶金方法。

钼园片主要是用作半导体器件硅芯片支撑座。目前，钼园片的生产方法主要有轧制法和传统的粉末冶金方法。轧制法工艺流程长，材料利用率低(低于50％)，产品成本高，同时，用该方法生产的钼园片，材料内部组织容易出现织构即各向异性，严重影响半导件器件的性能。传统的粉末冶金方法主要包括压制、烧结、机加工等步骤，此方法工艺流程短，能耗低，材料利用率高，特别是材料内部组织基本上不存在织构，但存在有材料密度低(为92％钼理论密度)，强度低(σbb在220MPa左右)，因而存在有导电率低的缺点，影响了最终产品-半导体器件的性能。

为了解决以上问题，本发明提供了一种生产钼园片的粉末冶金热锻新方法。

本发明主要包括粉末压制成型、烧结、热锻、退火以及机加工等工艺过程，下面对各工艺过程作详细的说明：

本发明采用Mo-1粉或Mo-2粉(国标)作原料，按下述步骤进行生产。

1.压型。压型在钢模中进行，压力为600～1000MPa。

2.烧结。将压制好的钼园片压坯放入烧结炉中进行烧结，烧结温度为1400～1600℃，保温1～2小时，烧结气氛为氢气或分解氨气(H₂+N₂)。

3.热锻。将烧结好的钼园片坯冷却后在摩擦压力机上进行热锻，热锻温度为1100～1250℃，时间为0.5～1.5小时，锻造压力≥200MPa，加热保护气氛为氢气或分解氨气(H₂+N₂)。

4.退火。经热锻后的钼园片坯件在850～900℃下保温1～2小时，以消除锻造应力。

5.机加工。退火处理后的坯件经机加工后便可得到钼园片产品。

利用本发明生产钼园片，与轧制法相比，工艺流程短，节省能耗70％，材料利用率提高40％左右，由于钼园片在生产过程中，未经过反复轧制，材料内部组织呈各向同性。本发明与传统粉末冶金方法相比，由于增加了热锻过程，生产的钼园片的密度大大提高，其相对密度达95～98％钼理论密度，强度＞750MPa。

附图说明：

图1.本发明工艺流程图；

图2.轧制法生产的钼园片显微组织图；

图3.本发明生产的钼园片显微组织图。

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

采用Mo-1标准的钼粉作原料，即钼粉粒度为10～20μm，钼含量≥99.95％，粉末压型压力为630MPa，经压制后进行烧结，烧结温度为1520℃，保温2.5小时，烧结时采用氨分解保护气氛，锻造温度为1175℃，保温0.5小时，采用氨分解保护气氛，退火温度为875℃，保温2小时，经机加工后得钼园片产品。所得钼园片，钼含量为99.95％，密度为9.8，导电率≥28％I.A.C.S，抗弯强度≥750MPa，热膨胀系数为(5±0.2)×10⁶/℃。