CN208309002U - 一种碳化硅籽晶片的粘合治具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种碳化硅籽晶片的粘合治具，包括炉体、底座和坩埚盖，炉体的内部设有边槽，且边槽的内部设有密封板，密封板顶端的中部设有第一加热器，第一加热器的顶部设有坩埚盖，坩埚盖的两侧设有籽晶夹具，坩埚盖的顶部设有籽晶，本实用新型一种碳化硅籽晶片的粘合治具，该装置采用粗糙的籽晶粘贴面，一般生长4H为Si面作为粘贴面，6H为C面粘贴，防止籽晶片光滑出现掉片现象；该装置通过第二加热器采用对胶加热，带胶变得流动性后，将胶摊平到籽晶台各个地方，放上籽晶，套上夹具后通过第一气泵压上10‑20kg的压力，通过第一气泵的压挤，将胶从中心被往外挤压，让粘合面内多余的胶及残余气体能够顺利排出，避免有空气及面胶不均匀。
Description
技术领域
本实用新型涉及粘合治具，特别涉及一种碳化硅籽晶片的粘合治具，属于治具技术领域。
背景技术
碳化硅单晶材料是新的半导体材料，且具有与GaN高的晶格匹配性，作为衬底可做制作高亮度GaN发光和激光二极管。另外它具有的宽禁带、高热导率、高击穿电场、高抗辐射能力等特点，在人造卫星、火箭、雷达与通讯、空天飞行器、海洋勘探、地震预报、石油钻井、机械加工以及汽车电子化等重要领域有广泛的应用，目前碳化硅单晶生长以物理气相沉积法(PVT)为主要生长方式，已经被证明是生长SiC晶体最成熟的方法。将SiC粉料加热到2200～2500℃，在一定保护气氛下，使其升华到冷端籽晶上，结晶成为块状晶体。目前可通过PVT法及PVT设备生长4H、6H及掺杂和非掺杂的碳化硅单晶体，在传统物理气相沉积法(PVT)生长碳化硅单晶中，籽晶片粘贴良好与否直接影响晶体质量，因此需要有一种良好的籽晶粘贴方法，保证籽晶粘贴低气泡率，低掉片率，以保证晶体生长成功及好的晶体质量。
传统的装置使用时籽晶粘贴面过于光滑，导致胶及胶石墨化后与之粘贴失效，导致掉片；传统的装置使用时胶中含有气泡或者局部无胶，导致出现缝隙或空洞即所谓的气泡，使得籽晶在生长时受热及传导热不均匀产生缺陷，气泡过大将有可能导致掉片，另外胶不均匀出现过薄或者够厚导致籽晶偏斜；传统的装置使用时籽晶过程不居中，浪费直径，或者籽晶移位需要经常调整浪费时间，并有可能会引入气泡或者松动籽晶，同时传统的装置进行微操作时使用不便。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种碳化硅籽晶片的粘合治具，以解决上述背景技术中提出的传统装置缺陷的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种碳化硅籽晶片的粘合治具，包括炉体、底座和坩埚盖，所述底座顶端的一侧设有炉体，所述炉体的内部设有边槽，且边槽设置在炉体的内部，所述边槽的顶部设有环槽，且边槽的内部设有密封板，所述密封板底端的中部通过第二气泵与炉体的底部固定连接，所述密封板的边槽设有环扣，所述密封板顶端的中部设有第一加热器，所述第一加热器的一侧设有第一温控开关，所述第一加热器的顶部设有坩埚盖，所述坩埚盖的内部设有第二加热器，所述坩埚盖的两侧设有籽晶夹具，所述坩埚盖的顶部设有籽晶台，所述炉体顶部的一侧设有真空泵，所述炉体顶部的另一侧设有进气管，所述底座顶端的另一侧设有支架，所述支架的一侧通过转动接头与连接杆的一端转动连接，所述连接杆的另一端设有支座，所述支座的顶端设有外接电脑，所述支架的顶部设有滑槽，所述滑槽通过滑头与第一气泵的顶部滑动连接，且滑头设置在第一气泵的顶部，所述第一气泵的底部设有按压头，所述按压头的内部设有压力传感器，所述第一气泵顶部的一侧通过电动伸缩杆与支架的一侧固定连接；所述第一加热器通过第一温控开关与外接电源电性连接，所述第一气泵、电动伸缩杆、真空泵和压力传感器均通过导线与外接电脑电性连接，所述外接电脑通过导线与外接电源电性连接。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述坩埚盖顶端的一侧设有第二温控开关，所述第二加热器通过第二温控开关与外接电源电性连接，所述炉体的一侧设有开关，所述第二气泵通过开关与外接电源电性连接。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述第一加热器和第二加热器的内部均由若干加热棒制成。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述炉体的顶部设有炉体盖。
作为本实用新型的一种优选技术方案，两个所述籽晶夹具的内部均设有若干气孔。
作为本实用新型的一种优选技术方案，所述环扣的外壁设有密封垫。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型一种碳化硅籽晶片的粘合治具，该装置采用粗糙的籽晶粘贴面，一般生长4H为Si面作为粘贴面，6H为C面粘贴，防止籽晶片光滑出现掉片现象；该装置通过第二加热器采用对胶加热，带胶变得流动性后，将胶摊平到籽晶台各个地方，放上籽晶，套上夹具后通过第一气泵压上10-20kg的压力，通过第一气泵的压挤，将胶从中心被往外挤压，让粘合面内多余的胶及残余气体能够顺利排出，避免有空气及面胶不均匀；该装置通过夹具固定籽晶片居中，并且该夹具有导气、胶槽，避免堵塞胶或者胶内空气排出；通过将粘贴的籽晶放入固化炉，优先长晶炉中进行高温石墨化处理，保证胶石墨化完全，并均匀；同时该装置通过外接电脑来控制装置对晶片的挤压，同时通过压力传感器来检测挤压压力，使该装置使用更加的简单方便。
附图说明
图1为本实用新型正面结构示意图；
图2为本实用新型坩埚盖的结构示意图。
图中：1、环扣；2、第一温控开关；3、真空泵；4、压力传感器；5、第一气泵；6、按压头；7、第一加热器；8、进气管；9、密封板；10、环槽；11、炉体；12、第二气泵；13、底座；14、转动接头；15、连接杆；16、支座；17、外接电脑；18、支架；19、电动伸缩杆；20、坩埚盖；21、第二加热器；22、籽晶夹具；23、籽晶台。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-2，本实用新型提供了一种碳化硅籽晶片的粘合治具，包括炉体11、底座13和坩埚盖20，底座13顶端的一侧设有炉体11，炉体11的内部设有边槽，且边槽设置在炉体11的内部，边槽的顶部设有环槽10，且边槽的内部设有密封板9，密封板9底端的中部通过第二气泵12与炉体11的底部固定连接，密封板9的边槽设有环扣1，密封板9顶端的中部设有第一加热器7，第一加热器7的一侧设有第一温控开关2，第一加热器7的顶部设有坩埚盖20，坩埚盖20的内部设有第二加热器21，坩埚盖20的两侧设有籽晶夹具22，坩埚盖20的顶部设有籽晶台23，炉体11顶部的一侧设有真空泵3，炉体11顶部的另一侧设有进气管8，底座13顶端的另一侧设有支架18，支架18的一侧通过转动接头14与连接杆15的一端转动连接，连接杆15的另一端设有支座16，支座16的顶端设有外接电脑17，支架18的顶部设有滑槽，滑槽通过滑头与第一气泵5的顶部滑动连接，且滑头设置在第一气泵5的顶部，第一气泵5的底部设有按压头6，按压头6的内部设有压力传感器4，第一气泵5顶部的一侧通过电动伸缩杆19与支架18的一侧固定连接；第一加热器7通过第一温控开关2与外接电源电性连接，第一气泵5、电动伸缩杆19、真空泵3和压力传感器4均通过导线与外接电脑17电性连接，外接电脑17通过导线与外接电源电性连接。
优选的，坩埚盖20顶端的一侧设有第二温控开关，第二加热器21通过第二温控开关与外接电源电性连接，炉体11的一侧设有开关，第二气泵12通过开关与外接电源电性连接，装置内部的电性连接关系。
优选的，第一加热器7和第二加热器21的内部均由若干加热棒制成，第一加热器7和第二加热器21的内部构件。
优选的，炉体11的顶部设有炉体盖，对炉体11进行密封处理。
优选的，两个籽晶夹具22的内部均设有若干气孔，便于将籽晶23内部胶层中的气体排出。
优选的，环扣1的外壁设有密封垫，使环扣1与环槽10密封的更加紧密，对装置底部进行密封处理。
具体使用时，本实用新型一种碳化硅籽晶片的粘合治具，将该装置接入外接电源，通过第二气泵12将密封板9提升至炉体11的顶部，且环扣1与环槽10分离，本发明采用的碳化硅籽晶，粘贴面的粗糙度为Ra:0～2.5um，先在坩埚盖20的顶部的中心放上籽晶台23，在籽晶台23的顶部涂上2～10g碳胶，通过第二加热器21将坩埚盖20加热到20～300度,持续20～40分钟,以增加碳胶流动性后，用铁片将胶摊平到整个籽晶台23的顶部，将籽晶居中放置入涂满胶在籽晶台23的顶部，夹上籽晶夹具22，通过外接电脑17控制第一气泵5伸长参照压力传感器4的压力参数，对籽晶台23上的籽晶加入总重为5～15kg的压力，放置1-10h后，通过外接电脑17控制电动伸缩杆19进行微调伸缩，从籽晶片的中心处向外加压，让粘合面内的多余的胶和残余气体顺利排出。时间结束后，通过第二气泵12将密封板9降落，并使环扣1进入环槽10的内部对装置进行密封处理，同时盖上炉体盖，打开真空泵3将装置内部的空气抽出，完成后，通过进气管8向炉体11的内部通入氩气，通过第一温控开关2启动第一加热器7将炉体内部的温度控制在1000℃～1500℃之间，将粘贴好的籽晶进行碳胶固化步骤，完成固化的籽晶，在显微镜下检测，使用光学显微镜检查粘合面的情况，确认空孔的尺寸与分布状况，以及其他异常。若粘合面一切正常正常用于碳化硅晶体生长。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”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用新型和简化描述，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用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种碳化硅籽晶片的粘合治具，包括炉体(11)、底座(13)和坩埚盖(20)，其特征在于，所述底座(13)顶端的一侧设有炉体(11)，所述炉体(11)的内部设有边槽，且边槽设置在炉体(11)的内部，所述边槽的顶部设有环槽(10)，且边槽的内部设有密封板(9)，所述密封板(9)底端的中部通过第二气泵(12)与炉体(11)的底部固定连接，所述密封板(9)的边槽设有环扣(1)，所述密封板(9)顶端的中部设有第一加热器(7)，所述第一加热器(7)的一侧设有第一温控开关(2)，所述第一加热器(7)的顶部设有坩埚盖(20)，所述坩埚盖(20)的内部设有第二加热器(21)，所述坩埚盖(20)的两侧设有籽晶夹具(22)，所述坩埚盖(20)的顶部设有籽晶台(23)，所述炉体(11)顶部的一侧设有真空泵(3)，所述炉体(11)顶部的另一侧设有进气管(8)，所述底座(13)顶端的另一侧设有支架(18)，所述支架(18)的一侧通过转动接头(14)与连接杆(15)的一端转动连接，所述连接杆(15)的另一端设有支座(16)，所述支座(16)的顶端设有外接电脑(17)，所述支架(18)的顶部设有滑槽，所述滑槽通过滑头与第一气泵(5)的顶部滑动连接，且滑头设置在第一气泵(5)的顶部，所述第一气泵(5)的底部设有按压头(6)，所述按压头(6)的内部设有压力传感器(4)，所述第一气泵(5)顶部的一侧通过电动伸缩杆(19)与支架(18)的一侧固定连接；所述第一加热器(7)通过第一温控开关(2)与外接电源电性连接，所述第一气泵(5)、电动伸缩杆(19)、真空泵(3)和压力传感器(4)均通过导线与外接电脑(17)电性连接，所述外接电脑(17)通过导线与外接电源电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种碳化硅籽晶片的粘合治具，其特征在于：所述坩埚盖(20)顶端的一侧设有第二温控开关，所述第二加热器(21)通过第二温控开关与外接电源电性连接，所述炉体(11)的一侧设有开关，所述第二气泵(12)通过开关与外接电源电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种碳化硅籽晶片的粘合治具，其特征在于：所述第一加热器(7)和第二加热器(21)的内部均由若干加热棒制成。
4.根据权利要求1所述的一种碳化硅籽晶片的粘合治具，其特征在于：所述炉体(11)的顶部设有炉体盖。
5.根据权利要求1所述的一种碳化硅籽晶片的粘合治具，其特征在于：两个所述籽晶夹具(22)的内部均设有若干气孔。
6.根据权利要求1所述的一种碳化硅籽晶片的粘合治具，其特征在于：所述环扣(1)的外壁设有密封垫。
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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