一种防粘连的烧结装置及其控制方法与流程

本发明涉及半导体行业烧结，尤其涉及一种防粘连的烧结装置及其控制方法。

背景技术：

1、半导体烧结工艺是半导体器件制造过程中的关键技术之一，该工艺主要是在高温和高压的条件下，利用半导体原料中的化学反应和晶体生长原理，将粉末状的半导体原料烧结为具有一定形状和结构的晶体体块。这些晶体体块可以用于制造各种半导体器件，如二极管、晶体管、集成电路等。目前，多采用自动化烧结设备进行半导体烧结。

2、在自动化烧结设备上，需要将聚四氟乙烯（ptfe，polytetrafluoroethylene）薄膜辅助运用在芯片或其他被烧结物被烧结的过程中，其作用是防止烧结过程中压头污染被烧结物，且ptfe膜自身具有良好的韧性，在烧结的过程中可以有效地起到缓冲作用，避免压头冲击被烧结物而导致被烧结物失效或移位的问题。

3、然而，在利用该ptfe膜进行烧结工艺时，由于烧结工艺需要采用高温进行烧结，常常会在烧结的过程中发生ptfe膜部分熔化而粘连产品，导致自动化烧结过程中产品被粘起来，模具将产品压碎的现象；其次，该ptfe膜还会粘到压头上，导致ptfe膜在下一批次烧结时被重复使用，起不到缓冲作用，增加了被烧结物被压裂的风险。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种防粘连的烧结装置及其控制方法，防止烧结过程中辅助膜粘连产品或压头，提升烧结质量，提升产品良率。

2、为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、根据本发明的一方面，提供一种防粘连的烧结装置，其包括下模机构、上模机构、防粘连机构和收放膜机构。

4、所述下模机构包括下模座和多个承载部，多个承载部分别设于所述下模座上。

5、所述上模机构包括上模座和多个压头，多个压头分别可升降地设于所述上模座的底端。

6、所述防粘连机构包括压板和多个剥离组件，所述压板设于所述下模座与所述上模座之间，多个剥离组件分别可升降地连接于所述上模座与所述压板之间；所述压板上设有多个通孔，多个通孔与多个压头、多个承载部分别上下对应；所述压板与所述上模座之间设有第一通道，所述压板的两侧分别设有连接板，每侧的连接板与所述压板之间设有第二通道。

7、所述收放膜机构包括放料组件、收料组件和辅助膜，所述放料组件、所述收料组件分别设于所述下模机构的两侧，所述辅助膜从所述放料组件上放卷后，穿过对应的第二通道和第一通道，并卷绕至所述收料组件上。

8、其中，所述承载部用于定位放置被烧结物；所述上模机构与所述下模机构合模烧结时，所述压头和所述防粘连机构随所述上模座一起向下运动，所述压板压紧被烧结物；之后，所述压头向下运动，将对应通孔处的辅助膜压至对应的被烧结物上，并将压力和热量传递至被烧结物上，以对被烧结物进行烧结。

9、所述上模机构与所述下模机构开模时，在开模距离不大于第一设定距离的第一开模阶段，所述上模座上升，每个压头向上运动而脱离被烧结物，所述剥离组件对所述压板施加向下的作用力，使得所述压板一直处于压紧被烧结物的状态，同时，所述放料组件与收料组件配合以将所述辅助膜拉直，从而将所述辅助膜与被烧结物剥离；在开模距离大于第一设定距离且小于第二设定距离的第二开模阶段，所述上模座与所述压头持续上升，所述剥离组件仍对所述压板施加向下的作用力，所述压板相对远离所述压头，使得两侧的连接板将所述辅助膜向远离所述压头的方向牵引，从而将所述辅助膜与所述压头剥离。

10、优选地，所述剥离组件包括压簧、导杆、轴承和连接块，所述上模座的底端设有安装槽，所述连接块设于所述安装槽的开口处，所述轴承设于所述连接块中，所述导杆可升降地设于所述轴承内，所述导杆的上端穿入所述安装槽，所述压簧套设于所述导杆的上端，所述导杆的下端伸出所述安装槽并与所述压板连接。

11、优选地，在所述第一开模阶段、所述第二开模阶段，所述压簧均处于被压缩状态，所述压簧对所述导杆具有向下的作用力，使得所述导杆对所述压板施加向下的作用力。

12、优选地，所述导杆的下端设有台阶轴；所述压板具有相对的第一端和第二端，所述第一端设有u型孔，所述u型孔的孔壁为与所述台阶轴的结构相匹配的台阶结构；所述第二端设有腰型孔、限位孔、缺口、复位弹簧和限位块，所述腰型孔与所述u型孔相对应，所述腰型孔的孔壁为与所述台阶轴的结构相匹配的台阶结构；所述限位孔设于所述腰型孔的侧部且与所述腰型孔连通，所述缺口与所述限位孔连通，所述复位弹簧设于所述限位孔远离所述腰型孔的一端，所述限位块具有主体部和突出部，所述突出部连接于所述主体部的中部，所述主体部设于所述限位孔内且位于所述复位弹簧与所述腰型孔之间，所述突出部伸至所述缺口内。

13、其中，位于所述压板第一端的导杆的台阶轴设于所述u型孔内，位于所述压板第二端的导杆的台阶轴设于所述腰型孔内，且所述复位弹簧对所述限位块施加朝向所述腰型孔的作用力，使得所述限位块进入所述腰型孔内并抵紧对应导杆的台阶轴。

14、优选地，所述台阶轴包括从上至下依次同轴连接的第一台阶部、第二台阶部和第三台阶部，所述第二台阶部的外径分别小于所述第一台阶部的外径和所述第三台阶部的外径，所述第二台阶部处形成环槽，所述主体部远离所述复位弹簧的一端插入对应导杆的环槽内，且所述主体部远离所述复位弹簧的一端设置为楔形结构。

15、优选地，所述通孔的四角设有倒角，所述承载部上设有用于容纳被烧结物的槽位，所述倒角在对应承载部上的投影覆盖所述槽位的四角。

16、优选地，所述压头的底面面积不大于对应通孔的孔径面积。

17、优选地，所述下模座的侧部设有第一气管接头，所述承载部上设有辅助气孔，所述第一气管接头与所述辅助气孔连通；所述第一气管接头连接离子风机；在所述第一开模阶段，所述离子风机通过所述第一气管接头向所述辅助气孔吹辅助气体，使得所述辅助膜与被烧结物更好地剥离，同时防止所述辅助膜与被烧结物剥离时产生静电。

18、优选地，所述上模座的侧部设有第二气管接头，所述上模座的内部设有压头安装通道，所述压头设于所述压头安装通道内，所述第二气管接头与所述压头安装通道连通。

19、根据本发明的另一方面，提供一种防粘连的烧结装置的控制方法，所述的防粘连的烧结装置包括下模机构、上模机构、防粘连机构和收放膜机构；所述下模机构包括下模座和多个承载部，多个承载部分别设于所述下模座上；所述上模机构包括上模座和多个压头，多个压头分别可升降地设于所述上模座的底端；所述防粘连机构包括压板和剥离组件，所述压板设于所述下模座与所述上模座之间，所述剥离组件分别可升降地连接于所述上模座与所述压板之间，所述压板上设有多个通孔，多个通孔与多个压头、多个承载部分别上下对应，所述压板与所述上模座之间设有第一通道，所述压板的两侧分别设有连接板，每侧的连接板与所述压板之间设有第二通道；所述收放膜机构包括放料组件、收料组件和辅助膜，所述放料组件、所述收料组件分别设于所述下模机构的两侧。所述控制方法包括：

20、步骤s1：定位：将被烧结物定位放置在所述承载部上，将所述辅助膜从所述放料组件上放卷后，穿过对应的第二通道和第一通道，并卷绕至所述收料组件上；

21、步骤s2：合模烧结：所述上模机构与所述下模机构合模，所述压头和所述防粘连机构随所述上模座一起向下运动，利用所述压板压紧被烧结物；之后，所述压头向下运动，将对应通孔处的辅助膜压至对应的被烧结物上，并将压力和热量传递至被烧结物上，以对被烧结物进行烧结；

22、步骤s3：第一开模阶段：烧结完成后，所述上模机构与所述下模机构开模，所述上模座上升，每个压头向上运动而脱离被烧结物，且在开模距离不大于第一设定距离时，所述剥离组件对所述压板施加向下的作用力，使得所述压板一直处于压紧被烧结物的状态，同时，所述放料组件与收料组件配合以将所述辅助膜拉直，从而将所述辅助膜与被烧结物剥离；

23、步骤s4：第二开模阶段：所述上模机构与所述下模机构继续开模，所述上模座与所述压头持续上升，且当开模距离大于第一设定距离且小于第二设定距离时，所述剥离组件仍对所述压板施加向下的作用力，所述压板相对远离所述压头，使得两侧的连接板将所述辅助膜向远离所述压头的方向牵引，从而将所述辅助膜与所述压头剥离；

24、步骤s5：换料：所述辅助膜与所述压头剥离后，所述放料组件与所述收料组件配合，将使用过的一段辅助膜收卷，并使得未使用过的一段辅助膜移动至所述压板上方，以等待下一模次的烧结。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明的烧结装置中设置防粘连机构，合模烧结时利用压板压住被烧结物，能够防止被烧结物移位，保证烧结质量；压头将对应通孔处的辅助膜压至对应的被烧结物上，并将压力和热量传递至被烧结物上，辅助膜不仅可以防止烧结过程中压头污染被烧结物，还能够在烧结的过程中起到缓冲作用，避免压头冲击被烧结物而导致被烧结物失效或移位的问题；第一开模阶段中，压头脱离被烧结物，在剥离组件的作用下，压板压住被烧结物，防止辅助膜黏住被烧结物而将其带出，放料组件与收料组件配合以拉直辅助膜，从而将辅助膜与被烧结物有效剥离；第二开模阶段中，剥离组件与压板配合，将辅助膜向远离压头的方向牵引，从而将辅助膜与压头有效剥离，实现烧结后的防粘连功能。