[发明专利]顶部及底部双向通氧式高温烧结炉以及其加氧烧结的方法

说明书

本发明涉及半导体加工技术领域。顶部及底部双向通氧式高温烧结炉，高温烧结炉的炉膛从进口至出口依次为升温区、恒温区以及降温区，还包括向炉膛顶部输送氧气的顶部通氧机构，顶部通氧机构通过一顶部支撑板固定在炉膛的顶部；顶部通氧机构包括升温区输氧管路、恒温区输氧管路以及降温区输送管路；还包括底部通氧机构，底部通氧机构通过一底部支撑板固定在炉膛的底部；底部通氧机构的进气口均位于炉膛外，底部通氧机构在升温区、恒温区以及降温区均开设有排气孔；底部通氧机构的上方还设有垫板，垫板架设在底部支撑板的上方，垫板上开设有出氧孔。本专利通过优化传统高温烧结炉的炉膛结构，通过顶部通氧机构，进而实现对炉膛内腔的顶部输送氧气。

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，具体涉及高温烧结炉。

背景技术

DBC覆铜陶瓷基板铜片与陶瓷的结合是在高温烧结炉炉膛内完成的，在高温条件下已预氧化的铜片表面氧化亚铜共晶液润湿相互接触的铜片和陶瓷表面，使两者牢固地结合在一起。

现有的烧结工艺为氮气气氛、无氧(或微氧)，在炉膛烧结区域无氧气通入。但设备的实际使用状况对这一工艺要求有一定的影响：

1.新炉膛、新传送带的使用影响。尽管在正式生产之前这些新部件已在低温及不通氮气条件下长时间空运转进行了充分氧化，但在使用时，这些新部件在通过炉膛烧结区域时仍有吸氧现象。

2.炉膛长时间使用后表面会产生氧化污染物,这些污染物会污染产品引起烧结气泡等不良,需定期清除。但炉膛表面污染物清除后炉膛基体就会吸氧。

3.在烧结过程中，传送带一直与炉膛底接触，其表面原有形成的氧化层容易磨损、脱落，造成传送带基体与炉膛底接触，从而引起传送带磨损加快及吸氧。

由于现有的炉膛在烧结时无氧气通入，炉膛或传送带所要吸收的氧就会从炉膛中待烧结铜片表面的氧化亚铜中夺取。而铜片表面氧化亚铜减少，直接影响铜片与陶瓷的结合，造成产品存在结合失效的可能，也影响产品铜面外观质量。同时传送带的损耗亦大。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供顶部及底部双向通氧式高温烧结炉，以解决上述至少一个技术问题。

本发明还提供一种高温烧结炉的加氧烧结方法，以解决上述至少一个技术问题。

本发明的技术方案是：顶部及底部双向通氧式高温烧结炉，所述高温烧结炉的炉膛从进口至出口依次为升温区、恒温区以及降温区，其特征在于，还包括向炉膛顶部输送氧气的顶部通氧机构，所述顶部通氧机构通过一顶部支撑板固定在炉膛的顶部；

所述顶部通氧机构包括用于向升温区输送氧气的升温区输氧管路、用于向恒温区输送氧气的恒温区输氧管路以及向降温区输送管路的降温区输送管路；

所述升温区输氧管路、恒温区输氧管路、降温区输送管路三者的进气口均位于炉膛外，所述升温区输氧管路、恒温区输氧管路、降温区输送管路三者的排气孔分别位于升温区、恒温区以及降温区；

还包括向炉膛底部输送氧气的底部通氧机构，所述底部通氧机构通过一底部支撑板固定在炉膛的底部；

所述底部通氧机构的进气口均位于炉膛外，所述底部通氧机构在升温区、恒温区以及降温区均开设有排气孔；

所述底部通氧机构的上方还设有用于支撑传送带的垫板，所述垫板架设在所述底部支撑板的上方，所述垫板与所述炉膛的内腔围成氧气均压腔，所述垫板上开设有导出氧气均压腔内的氧气的出氧孔。

本专利通过优化传统高温烧结炉的炉膛结构，通过顶部通氧机构，进而实现对炉膛内腔的顶部输送氧气。通过底部通氧机构，进而贯穿整个升温区、恒温区、降温区三个工作区域。从底部通氧机构导入的氧气，经过垫板上出氧孔扩散到传送带表面及整个炉膛空间，确保传送带始终处于微氧化状态，其表面保持的氧化层可提高传送带耐磨性，使其损耗下降，降低了生产成本。