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什么是燒結(jié)設(shè)備
燒結(jié)設(shè)備是通過高溫加壓使原材料完成燒結(jié)成型的專用設(shè)備。
半導(dǎo)體制造中的燒結(jié)工藝，指對材料加熱，促進(jìn)顆粒之間相互結(jié)合，再經(jīng)冷卻完成固化粘接的加工流程。通過該工藝，能夠提升材料致密度、強(qiáng)化構(gòu)件接合部位。燒結(jié)設(shè)備搭載溫控、壓力調(diào)節(jié)等功能，以此整套管控?zé)Y(jié)全流程。
設(shè)備主要由實現(xiàn)均勻加熱的爐體、保障均勻加壓的沖壓機(jī)構(gòu)構(gòu)成。在電子元器件基板、芯片生產(chǎn)環(huán)節(jié)，凡是對導(dǎo)電性、耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度有嚴(yán)苛要求的工序，燒結(jié)設(shè)備都屬于核心工藝裝備。
燒結(jié)設(shè)備使用用途
燒結(jié)設(shè)備主要應(yīng)用于半導(dǎo)體行業(yè)。電子元器件制造中的燒結(jié)工序，是半導(dǎo)體芯片、集成電路，尤其是功率器件生產(chǎn)不可q或缺的環(huán)節(jié)。該工藝可加工高精度元器件，直接決定半導(dǎo)體器件的性能與長期可靠性。
針對功率半導(dǎo)體領(lǐng)域，如今市面上已研發(fā)出適配碳化硅等新型材料粘接工藝的燒結(jié)設(shè)備。碳化硅作為可耐受高溫、高壓的功率半導(dǎo)體材料，廣泛用于電力變換器、高壓開關(guān)等器件。借助燒結(jié)設(shè)備加工后，器件耐熱、耐壓性能得到提升，同時設(shè)備整體能效也能優(yōu)化改善。
燒結(jié)設(shè)備工作原理
燒結(jié)設(shè)備的核心原理是對原材料高溫加熱并同步施加壓力，使其固化、完成界面接合。粘接工序會使用銀膏、銅膏等燒結(jié)膏材料。
燒結(jié)膏是將超細(xì)銀粉等金屬粉末與粘結(jié)劑混合調(diào)配而成的耗材，用于電子元器件制造與各類高精度材料加工。經(jīng)過燒結(jié)工藝后，膏體轉(zhuǎn)化為固態(tài)金屬銀，形成牢固且具備優(yōu)良導(dǎo)電性能的粘接層。
加工流程為先將燒結(jié)膏塑形，加工出指定外形與線路圖案。此階段膏體質(zhì)地柔軟可塑性強(qiáng)，但本身機(jī)械強(qiáng)度不足。塑形完成后，連同待粘接的半導(dǎo)體芯片、基板一同送入燒結(jié)設(shè)備。
爐體是燒結(jié)設(shè)備的核心加熱單元。升溫階段，膏體內(nèi)的粘結(jié)劑受熱揮發(fā)，金屬粉末顆粒開始相互貼合；溫度持續(xù)升高后，粉末顆粒表層熔融交融，再配合外部加壓，最終形成致密牢固的金屬結(jié)合層。整體材料均勻固化，產(chǎn)出具備目標(biāo)物理性能的元器件，整套流程即為燒結(jié)設(shè)備的工作原理。
燒結(jié)設(shè)備選型思路
挑選燒結(jié)設(shè)備需要綜合多方面條件進(jìn)行判斷
設(shè)備尺寸
燒結(jié)設(shè)備的規(guī)格根據(jù)單次加工物料總量、產(chǎn)品外形尺寸確定。小型設(shè)備適合實驗室研發(fā)、小批量試樣生產(chǎn)，多用于實驗室與科研機(jī)構(gòu)。大型設(shè)備適配量產(chǎn)產(chǎn)線、大尺寸工件加工。選型時除當(dāng)下生產(chǎn)需求外，還需預(yù)留余量，兼顧未來產(chǎn)能擴(kuò)充、產(chǎn)品尺寸迭代的需求。
加熱溫度
加熱溫度需要匹配加工材料特性與燒結(jié)工藝標(biāo)準(zhǔn)。選購時需要確認(rèn)設(shè)備最高耐受溫度滿足生產(chǎn)需求，同時核驗爐內(nèi)溫度均勻性。爐內(nèi)加熱溫差越小，成品一致性與品質(zhì)越好。
沖壓壓力
沖壓壓力指代材料成型所需施加的機(jī)械壓力。加工高致密基板、異形復(fù)雜零部件時，匹配的壓力參數(shù)十分關(guān)鍵。設(shè)備需要支持壓力調(diào)節(jié)、長時間穩(wěn)壓運(yùn)行，同時可對大面積工件實現(xiàn)全域均勻施壓。
供電與加熱熱源
設(shè)備供電與加熱熱源直接影響運(yùn)行能耗與使用成本。市面上雖有燃?xì)饧訜峥钤O(shè)備，但行業(yè)主流為電加熱爐。電加熱爐優(yōu)勢在于溫控精度高、爐內(nèi)受熱均勻。
絕大多數(shù)設(shè)備采用交流供電，中等規(guī)格及以上燒結(jié)設(shè)備普遍采用三相 200V 工業(yè)電源規(guī)格。
