CN108707969B - 一种箱式退火炉及其加热方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种箱式退火炉，包括箱体和箱盖，所述箱体内设置有承托装置和加热装置，所述加热装置包含有加热器和电热棒，所述加热器和电热棒均与箱体内壁固定连接，所述承托装置包含有托架和盘式转轴，所述箱体下面设置有电动机，所述电动机上连有联轴器，所述联轴器上连有转动轴，所述转动轴的一端通过联轴器和电动机固定连接，所述转动轴的另一端与托架螺栓连接，所述盘式转轴两端分别与托架和箱体内壁固定连接，所述箱体两侧设置有电源和控制装置，所述电源和控制装置均与箱体螺栓连接，所述加热器、电热棒、电动机和控制装置均匀电源电性连接，所述加热器、电热棒和电动机均与控制装置电性连接；该箱式退火炉能使半导体芯片受热均匀。

Description

一种箱式退火炉及其加热方法

技术领域

本发明涉及一种箱式退火炉及其加热方法。

背景技术

退火是一种金属热处理工艺，指的是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却。目的是降低硬度，改善切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。准确的说，退火是一种对材料的热处理工艺，包括金属材料、非金属材料。而且新材料的退火目的也与传统金属退火存在异同。

半导体芯片在经过离子注入以后就需要退火。因为往半导体中注入杂质离子时，高能量的入射离子会与半导体晶格上的原子碰撞，使一些晶格原子发生位移，结果造成大量的空位，将使得注入区中的原子排列混乱或者变成为非晶区，所以在离子注入以后必须把半导体放在一定的温度下进行退火，以恢复晶体的结构和消除缺陷。同时，退火还有激活施主和受主杂质的功能，即把有些处于间隙位置的杂质原子通过退火而让它们进入替代位置。

但现有的箱式退火炉，半导体芯片的受热均匀情况一般，不能有效的使其受热均匀。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能使半导体芯片受热均匀的箱式退火炉及其退火方法。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种箱式退火炉，包括箱体和箱盖，所述箱体内设置有承托装置和加热装置，所述加热装置包含有加热器和电热棒，所述加热器位于箱体内壁两侧，所述电热棒位于箱体内壁顶部，所述加热器和电热棒均与箱体内壁固定连接，所述承托装置包含有托架和盘式转轴，所述托架呈镂空状设置，所述箱体下面设置有电动机，所述电动机上连有联轴器，所述联轴器上连有转动轴，所述电动机与联轴器固定连接，所述转动轴的一端通过联轴器和电动机固定连接，所述转动轴的另一端与托架螺栓连接，所述盘式转轴位于托架下面，所述盘式转轴两端分别与托架和箱体内壁固定连接，所述箱体两侧设置有电源和控制装置，所述电源和控制装置均与箱体螺栓连接，所述加热器、电热棒、电动机和控制装置均匀电源电性连接，所述加热器、电热棒和电动机均与控制装置电性连接。

作为优选，所述托架呈圆筒状设置，所述托架内设置有托盘，所述托架上设置有与托盘相配对的凹槽，所述凹槽上设置有直线电动滑轨，所述直线电动滑轨嵌入凹槽内，所述托盘与直线电动滑轨上的滑子螺栓连接，所述托盘呈等间距分布设置，所述托盘通过直线电动滑轨与托架固定连接，所述托盘上设置有用于放置半导体芯片的石棉网，所述石棉网与托盘螺栓连接，所述直线电动滑轨与电源电性连接，所述直线电动滑轨与控制装置电性连接。直线电动滑轨能方便使用人员将半导体芯片放入取出，石棉网能使热量分散，有效的使半导体芯片受热均匀。

作为优选，所述加热器设置有一个以上，所述加热器呈对称分布设置，所述箱体内设置有温度传感器，所述温度传感器位于盘式转轴左侧，所述温度传感器与箱体固定连接，所述温度传感器与电源电性连接，所述温度传感器与控制装置电性连接。加热器左右对称，能使半导体芯片更好的受热，温度传感器能检测箱体内的温度反映给控制装置。

作为优选，所述箱体背面设置有风扇，所述风扇设置有四个，所述风扇上设置有外罩，所述外罩包裹住风扇，所述外罩与箱体螺栓连接，所述风扇通过外罩与箱体转动连接，所述风扇与电源电性连接，所述风扇与控制装置电性连接。通过设置有风扇，将箱体内的热量吹散开，使半导体芯片能更好的受热均匀。

作为优选，所述箱盖上设置有合页，所述合页两端分别与箱体和箱盖螺栓连接，所述箱盖通过合页与箱体铰接连接，所述箱盖上设置有密封胶，所述密封胶与箱盖粘合连接。密封胶能有效防止箱体内的热量流失。

作为优选，所述箱体下面设置有支撑脚，所述支撑脚呈对称分布设置，所述支撑脚与箱体固定连接，所述支撑脚上开有减重孔。减重孔能有效减轻整体的重量。

作为优选，所述箱体外表面设置有隔热膜，所述隔热膜包裹住箱体，所述隔热膜与箱体粘合连接。隔热膜能将热量隔绝，能有效的起到保温效果。

本发明提供一种箱式退火炉的加热方法，包括以下步骤：

1）通过电源启动控制装置和直线电动滑轨；

2）打开箱盖，采用控制装置驱动直线电动滑轨将托盘推出；

3）放进需要进行退火处理的半导体芯片在托盘的石棉网上，采用控制装置将其拉入箱体内，关上箱盖；

4）通过电源再次开启加热器、电热棒、温度传感器、电动机、风扇，在加热器和电热棒升温加热过程中，电动机驱动转动轴顺时针旋转，其中，速度为1～3r/s，风扇也顺时针转动，其中，转速为150～250r/min；

5）温度传感器检测箱体内温度达到200～800℃时，采用控制装置停止加热器和电热棒进行加热工作。

本发明的有益效果为：通过设置有加热器和电热棒，对半导体芯片进行升温加热，通过设置有盘式转轴和托架，盘式转轴能有效支撑住托架，通过设置有电动机、联轴器和转动轴，电机带动转动轴转动，从而使托架旋转，有效的使半导体芯片受热均匀。此外，托架呈圆筒状设置，托架内设置有托盘，托架上设置有与托盘相配对的凹槽，凹槽上设置有直线电动滑轨，直线电动滑轨嵌入凹槽内，托盘与直线电动滑轨上的滑子螺栓连接，托盘呈等间距分布设置，托盘通过直线电动滑轨与托架固定连接，托盘上设置有用于放置半导体芯片的石棉网，石棉网与托盘螺栓连接，直线电动滑轨与电源电性连接，直线电动滑轨与控制装置电性连接。直线电动滑轨能方便使用人员将半导体芯片放入取出，石棉网能使热量分散，有效的使半导体芯片受热均匀。加热器设置有一个以上，加热器呈对称分布设置，箱体内设置有温度传感器，温度传感器位于盘式转轴左侧，温度传感器与箱体固定连接，温度传感器与电源电性连接，温度传感器与控制装置电性连接。加热器左右对称，能使半导体芯片更好的受热，温度传感器能检测箱体内的温度反映给控制装置。箱体背面设置有风扇，风扇设置有四个，风扇上设置有外罩，外罩包裹住风扇，外罩与箱体螺栓连接，风扇通过外罩与箱体转动连接，风扇与电源电性连接，风扇与控制装置电性连接。通过设置有风扇，将箱体内的热量吹散开，使半导体芯片能更好的受热均匀。箱盖上设置有合页，合页两端分别与箱体和箱盖螺栓连接，箱盖通过合页与箱体铰接连接，箱盖上设置有密封胶，密封胶与箱盖粘合连接。密封胶能有效防止箱体内的热量流失。箱体下面设置有支撑脚，支撑脚呈对称分布设置，支撑脚与箱体固定连接，支撑脚上开有减重孔。减重孔能有效减轻整体的重量。箱体外表面设置有隔热膜，隔热膜包裹住箱体，隔热膜与箱体粘合连接。隔热膜能将热量隔绝，能有效的起到保温效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种箱式退火炉的结构示意图。

图2为本发明一种箱式退火炉的箱体的主视图。

图3为本发明一种箱式退火炉的托架的结构示意图。

图中：1、箱体；2、箱盖；3、加热器；4、电热棒；5、托架；6、盘式转轴；7、电动机；8、联轴器；9、转动轴；10、电源；11、控制装置；12、托盘；13、直线电动滑轨；14、石棉网；15、温度传感器；16、风扇；17、外罩；18、合页；19、密封胶；20、支撑脚；21、减重孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在实施例中，需要理解的是，术语“中间”、“上”、“下”、“顶部”、“右侧”、“左端”、“上方”、“背面”、“中部”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实施新型的限制。

另外，在本具体实施方式中如未特别说明部件之间的连接或固定方式，其连接或固定方式均可为通过现有技术中常用的螺栓固定，或钉销固定，或销轴连接，或粘合固定，或铆接固定等常规方式，因此，在实施例中不在详述。

实施例1

如图1-2所示，一种箱式退火炉，包括箱体1和箱盖2，所述箱体1内设置有承托装置和加热装置，所述加热装置包含有加热器3和电热棒4，所述加热器3位于箱体1内壁两侧，所述电热棒4位于箱体1内壁顶部，所述加热器3和电热棒4均与箱体1内壁固定连接，所述承托装置包含有托架5和盘式转轴6，所述托架5呈镂空状设置，所述箱体1上设置有电动机7，所述电动机7上连有联轴器8，所述联轴器8上连有转动轴9，所述电动机7与联轴器8固定连接，所述转动轴9的一端通过联轴器8和电动机7固定连接，所述转动轴9的另一端与托架5螺栓连接，所述盘式转轴6位于托架5下面，所述盘式转轴6两端分别与托架5和箱体1内壁固定连接，所述箱体1两侧设置有电源10和控制装置11，所述电源10和控制装置11均与箱体1螺栓连接，所述加热器3、电热棒4、电动机7和控制装置11均与电源10电性连接，所述加热器3、电热棒4和电动机7均匀控制装置11电性连接。通过设置有加热器和电热棒，对半导体芯片进行升温加热，通过设置有盘式转轴和托架，盘式转轴能有效支撑住托架，通过设置有电动机、联轴器和转动轴，电机带动转动轴转动，从而使托架旋转，有效的使半导体芯片受热均匀。

本实施例的有益效果为：通过设置有加热器和电热棒，对半导体芯片进行升温加热，通过设置有盘式转轴和托架，盘式转轴能有效支撑住托架，通过设置有电动机、联轴器和转动轴，电机带动转动轴转动，从而使托架旋转，有效的使半导体芯片受热均匀。

实施例2

如图1-3所示，一种箱式退火炉，包括括箱体1和箱盖2，所述箱体1内设置有承托装置和加热装置，所述加热装置包含有加热器3和电热棒4，所述加热器3位于箱体1内壁两侧，所述电热棒4位于箱体1内壁顶部，所述加热器3和电热棒4均与箱体1内壁固定连接，所述承托装置包含有托架5和盘式转轴6，所述托架5呈镂空状设置，所述箱体1上设置有电动机7，所述电动机7上连有联轴器8，所述联轴器8上连有转动轴9，所述电动机7与联轴器8固定连接，所述转动轴9的一端通过联轴器8和电动机7固定连接，所述转动轴9的另一端与托架5螺栓连接，所述盘式转轴6位于托架5下面，所述盘式转轴6两端分别与托架5和箱体1内壁固定连接，所述箱体1两侧设置有电源10和控制装置11，所述电源10和控制装置11均与箱体1螺栓连接，所述加热器3、电热棒4、电动机7和控制装置11均与电源10电性连接，所述加热器3、电热棒4和电动机7均匀控制装置11电性连接。通过设置有加热器和电热棒，对半导体芯片进行升温加热，通过设置有盘式转轴和托架，盘式转轴能有效支撑住托架，通过设置有电动机、联轴器和转动轴，电机带动转动轴转动，从而使托架旋转，有效的使半导体芯片受热均匀。

所述托架5呈圆筒状设置，所述托架5内设置有托盘12，所述托架5上设置有与托盘12相配对的凹槽（未图示），所述凹槽上设置有直线电动滑轨13，所述直线电动滑轨13嵌入凹槽内，所述托盘12与直线电动滑轨13上的滑子螺栓连接，所述托盘12呈等间距分布设置，所述托盘12通过直线电动滑轨13与托架5固定连接，所述托盘12上设置有用于放置半导体芯片的石棉网14，所述石棉网14与托盘12螺栓连接，所述直线电动滑轨13与电源10电性连接，所述直线电动滑轨13与控制装置11电性连接。直线电动滑轨能方便使用人员将半导体芯片放入取出，石棉网能使热量分散，有效的使半导体芯片受热均匀。

所述加热器3设置有一个以上，所述加热器3呈对称分布设置，所述箱体1内设置有温度传感器15，所述温度传感器15位于盘式转轴6左侧，所述温度传感器15与箱体1固定连接，所述温度传感器15与电源10电性连接，所述温度传感器15与控制装置11电性连接。加热器左右对称，能使半导体芯片更好的受热，温度传感器能检测箱体内的温度反映给控制装置。

所述箱体1背面设置有风扇16，所述风扇16设置有四个，所述风扇16上设置有外罩17，所述外罩17包裹住风扇16，所述外罩17与箱体1螺栓连接，所述风扇16通过外罩17与箱体1转动连接，所述风扇16与电源10电性连接，所述风扇16与控制装置11电性连接。通过设置有风扇，将箱体内的热量吹散开，使半导体芯片能更好的受热均匀。

所述箱盖2上设置有合页18，所述合页18两端分别与箱体1和箱盖2螺栓连接，所述箱盖2通过合页18与箱体1铰接连接，所述箱盖2上设置有密封胶19，所述密封胶19与箱盖2粘合连接。密封胶能有效防止箱体内的热量流失。

所述箱体1下面设置有支撑脚20，所述支撑脚20呈对称分布设置，所述支撑脚20与箱体1固定连接，所述支撑脚20上开有减重孔21。减重孔能有效减轻整体的重量。

所述箱体1外表面设置有隔热膜（未图示），所述隔热膜包裹住箱体1，所述隔热膜与箱体1粘合连接。隔热膜能将热量隔绝，能有效的起到保温效果。

本实施例的有益效果为：通过设置有加热器和电热棒，对半导体芯片进行升温加热，通过设置有盘式转轴和托架，盘式转轴能有效支撑住托架，通过设置有电动机、联轴器和转动轴，电机带动转动轴转动，从而使托架旋转，有效的使半导体芯片受热均匀。此外，托架呈圆筒状设置，托架内设置有托盘，托架上设置有与托盘相配对的凹槽，凹槽上设置有直线电动滑轨，直线电动滑轨嵌入凹槽内，托盘与直线电动滑轨上的滑子螺栓连接，托盘呈等间距分布设置，托盘通过直线电动滑轨与托架固定连接，托盘上设置有用于放置半导体芯片的石棉网，石棉网与托盘螺栓连接，直线电动滑轨与电源电性连接，直线电动滑轨与控制装置电性连接。直线电动滑轨能方便使用人员将半导体芯片放入取出，石棉网能使热量分散，有效的使半导体芯片受热均匀。加热器设置有一个以上，加热器呈对称分布设置，箱体内设置有温度传感器，温度传感器位于盘式转轴左侧，温度传感器与箱体固定连接，温度传感器与电源电性连接，温度传感器与控制装置电性连接。加热器左右对称，能使半导体芯片更好的受热，温度传感器能检测箱体内的温度反映给控制装置。箱体背面设置有风扇，风扇设置有四个，风扇上设置有外罩，外罩包裹住风扇，外罩与箱体螺栓连接，风扇通过外罩与箱体转动连接，风扇与电源电性连接，风扇与控制装置电性连接。通过设置有风扇，将箱体内的热量吹散开，使半导体芯片能更好的受热均匀。箱盖上设置有合页，合页两端分别与箱体和箱盖螺栓连接，箱盖通过合页与箱体铰接连接，箱盖上设置有密封胶，密封胶与箱盖粘合连接。密封胶能有效防止箱体内的热量流失。箱体下面设置有支撑脚，支撑脚呈对称分布设置，支撑脚与箱体固定连接，支撑脚上开有减重孔。减重孔能有效减轻整体的重量。箱体外表面设置有隔热膜，隔热膜包裹住箱体，隔热膜与箱体粘合连接。隔热膜能将热量隔绝，能有效的起到保温效果。

本发明提供一种箱式退火炉的加热方法，包括以下步骤：

1）通过电源启动控制装置和直线电动滑轨；

2）打开箱盖，采用控制装置驱动直线电动滑轨将托盘推出；

3）放进需要进行退火处理的半导体芯片在托盘的石棉网上，采用控制装置将其拉入箱体内，关上箱盖；

4）通过电源再次开启加热器、电热棒、温度传感器、电动机、风扇，在加热器和电热棒升温加热过程中，电动机驱动转动轴顺时针旋转，其中，速度为2r/s，风扇也顺时针转动，其中，转速为200r/min；

5）温度传感器检测箱体内温度达到200℃时，采用控制装置停止加热器和电热棒进行加热工作。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种箱式退火炉，其特征在于：包括箱体和箱盖，所述箱体内设置有承托装置和加热装置，所述加热装置包含有加热器和电热棒，所述加热器位于箱体内壁两侧，所述电热棒位于箱体内壁顶部，所述加热器和电热棒均与箱体内壁固定连接，所述承托装置包含有托架和盘式转轴，所述托架呈镂空状设置，所述箱体下面设置有电动机，所述电动机上连有联轴器，所述联轴器上连有转动轴，所述电动机与联轴器固定连接，所述转动轴的一端通过联轴器和电动机固定连接，所述转动轴的另一端与托架螺栓连接，所述盘式转轴位于托架下面，所述盘式转轴两端分别与托架和箱体内壁固定连接，所述箱体两侧设置有电源和控制装置，所述电源和控制装置均与箱体螺栓连接，所述加热器、电热棒、电动机和控制装置均匀电源电性连接，所述加热器、电热棒和电动机均与控制装置电性连接，所述托架呈圆筒状设置，所述托架内设置有托盘，所述托架上设置有与托盘相配对的凹槽，所述凹槽上设置有直线电动滑轨，所述直线电动滑轨嵌入凹槽内，所述托盘与直线电动滑轨上的滑子螺栓连接，所述托盘呈等间距分布设置，所述托盘通过直线电动滑轨与托架固定连接，所述托盘上设置有用于放置半导体芯片的石棉网，所述石棉网与托盘螺栓连接，所述直线电动滑轨与电源电性连接，所述直线电动滑轨与控制装置电性连接，所述加热器设置有一个以上，所述加热器呈对称分布设置，所述箱体内设置有温度传感器，所述温度传感器位于盘式转轴左侧，所述温度传感器与箱体固定连接，所述温度传感器与电源电性连接，所述温度传感器与控制装置电性连接，所述箱体背面设置有风扇，所述风扇设置有四个，所述风扇上设置有外罩，所述外罩包裹住风扇，所述外罩与箱体螺栓连接，所述风扇通过外罩与箱体转动连接，所述风扇与电源电性连接，所述风扇与控制装置电性连接，所述箱盖上设置有合页，所述合页两端分别与箱体和箱盖螺栓连接，所述箱盖通过合页与箱体铰接连接，所述箱盖上设置有密封胶，所述密封胶与箱盖粘合连接，所述箱体下面设置有支撑脚，所述支撑脚呈对称分布设置，所述支撑脚与箱体固定连接，所述支撑脚上开有减重孔，所述箱体外表面设置有隔热膜，所述隔热膜包裹住箱体，所述隔热膜与箱体粘合连接,该箱式退火炉的加热方法，包括以下步骤：

1）通过电源启动控制装置和直线电动滑轨；

2）打开箱盖，采用控制装置驱动直线电动滑轨将托盘推出；

3）放进需要进行退火处理的半导体芯片在托盘的石棉网上，采用控制装置将其拉入箱体内，关上箱盖；

4）通过电源再次开启加热器、电热棒、温度传感器、电动机、风扇，在加热器和电热棒升温加热过程中，电动机驱动转动轴顺时针旋转，其中，速度为1～3r/s，风扇也顺时针转动，其中，转速为150～250r/min；

5）温度传感器检测箱体内温度达到200～800℃时，采用控制装置停止加热器和电热棒进行加热工作。

Images