[其他]氮氫保護氣體鏈式燒結爐

無效

• 申請號: 85203863
• 申請日: 1985-09-03
• 公開（公告）號: CN85203863U
• 公開（公告）日: 1986-07-09
• 發明（設計）人: 劉江祿;房振華
• 申請（專利權）人: 劉江祿;房振華
• 主分類號: F27B5/04
• 分類號: F27B5/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明是關于鏈式燒結爐，特別是半導體芯片燒結與封裝用的鏈式燒結爐。

目前，國內半導體生產中，普遍采用擴散爐式的非鏈式燒結爐，這種燒結爐以氫作保護氣體，排出的氣體在爐管出口處點火燃燒，這種爐子不僅生產效率低，而且有氫氣回火爆炸的危險性。鏈式燒結爐，國內僅有個別廠家使用引進的或仿制的設備，這類燒結爐主要以氫（亦可用氮或氮氫）作保護氣體，排出的氫也是在專門的排氣管口處點火燃燒。為了防止外界大氣進入爐管引起氫氣爆炸或焊料氧化，在燒結管入口及出口兩端設有機械幕簾和氮氣保護氣幕，這種方法對防止大氣進入爐管是有效的，但為了安全，燒結爐必須配置一系列自動聯鎖保護裝置，因此，設備復雜、造價高，而且為了保證自動聯鎖保護裝置絕對可靠，不出現任何偶然的錯誤動作，這些保護裝置的制作技術要求很高。此外，由于這種爐子使用氮作防止外界大氣進入爐管的保護氣幕，因此氣體耗量很大。這種設備的長處是可用于必須使用氫作保護氣體（例如為了化學還原的需要）的場合。然而半導體芯片的燒結和封裝，并非一定要用氫作保護氣體，用摻有少量氫的純化氮作保護氣體，同樣可以有效地防止焊料氧化，而且當器件表面沒有最終鈍化層時，還兼有氮氫烘焙作用，可在一定程度上改善器件小電流增益。

本發明的目的是為半導體芯片燒結和封裝提供一種結構簡單、省氣、安全、造價低且生產效率高的鏈式燒結爐。

其實現方法是：采用摻適量氫（5％～25％）的純化氮作保護氣體，在傳送鏈帶上設置一系列尺寸比燒結管口截面略小的氣體防護檔板，檔板隨鏈帶一起運動，保護氣體從位于燒結管兩端的氣體防護檔板與燒結管壁之間的狹縫中不斷快速向外排出，便形成了有效的氣體防護屏障，阻止外界氣體進入爐管，防止焊料氧化，使被燒結器件例如半導體芯片與底座牢固的燒結在一起。

由于本發明采用摻有適量氫的純化氮作保護氣體，使氫處于大量不助燃的氮氣流中，因此，保護氣體可直接排出爐口，由抽風機從管道抽至室外。這樣就排除了氫氣爆炸的危險性，不需要設置一系列復雜的自動聯鎖保護裝置，所以設備結構簡單、安全、造價低。本發明采用氣體防護檔板結構來阻止外界大氣進入燒結管內，所以在爐口兩端就不需再設置氮氣保護氣幕和機械幕簾，因而耗氣量大大減少。

下面結合附圖對本發明作進一步說明。

圖1是本發明一種實施例的具體結構示意圖。

圖2是圖1中緩沖氣道隔板「7」的結構示意圖。

圖3是圖1中鏈帶「1」的結構示意圖。

參照圖1，鏈帶「1」在公知的馬達變速驅動系統「12」的帶動下，以一定的速度（50～200mm／分）將置于鏈帶上相鄰兩氣體防護檔板「3」之間的燒結舟「5」（內裝燒結器件）連續不斷地載入燒結管「2」中，由加熱爐「9」加熱燒結，燒結后舟內器件經冷卻水套「11」冷卻使焊料凝固后出爐。排出的保護氣體在燒結管出口處，由安裝在排氣管道系統中的抽風機「15」通過排氣罩「13」收集，經排氣管「14」和外接排氣管抽至室外。

氣體防護檔板「3」間距均等地垂直固定（焊接或鉚接）在鏈帶「1」上，其法線與鏈帶運動方向平行。

所有氣體防護檔板的尺寸相同，其左、右、上邊緣與矩形燒結管「2」內壁之間的縫隙寬度在0.5～2.5mm之間為宜，鏈帶「1」直接貼于燒結管「2」的底壁上運動。

燒結管「2」為矩形截面，其中間加熱區為雙層結構，底層「8」為緩沖氣道，上層「10」為燒結室，緩沖氣道「8」和燒結室「10」之間為隔板「7」，參照圖2，隔板「7」上開有一系列均勻分布的通氣孔洞「16」。緩沖氣道中還有一T型進氣管「4」，T型管端頭的橫管「6」為排氣管，「6」的兩端是封閉的，在其水平方向的兩側管壁上各有對稱分布的排氣孔洞「17」，它可使保護氣體在緩沖氣道「8」的中間部位沿水平方向進入緩沖氣道，然后均勻地上升到燒結室「10」，再從燒結管兩端的氣體防護檔板和燒結管內壁之間的狹縫排出。

圖3作為本發明中鏈帶的一個實施例，鏈帶采用公知的絞鏈式結構，即通過連結軸「18」使相鄰兩塊鏈板「19」連結在一起，并能自如地轉動，鏈板「19」上開有可使氣體通過的氣道「20」，氣體防護檔板「3」垂直地固定在鏈帶上。

本發明中，燒結管「2」、鏈帶「1」、氣體防護檔板「3」以及燒結舟「5」均采用不銹鋼材料（1Cr18Ni9Ti）制作。