專利名稱：反應燒結碳化硅懸臂槳的制作方法
技術領域：
本發明涉及碳化硅懸臂槳技術領域，尤其涉及一種反應燒結碳化硅懸臂槳的制作方法。
背景技術：
晶圓是指硅半導體集成電路制作所用的硅晶片，由于其形狀為圓形，故稱為晶圓；在硅晶片上可加工制作成各種電路元件結構，而成為有特定電性功能的半導體元件產品。晶圓的原始材料是硅，將硅元素提純，制成高純度的多晶硅，再把多晶硅融解，于融液里種入籽晶，然后將其慢慢拉出，形成圓柱狀的單晶硅晶棒，硅晶棒再經過切段，滾磨， 切片，倒角，拋光，激光刻，包裝后，即成為積體電路工廠的基本原料——硅晶圓片，這就是 “晶圓”。在太陽能光伏電池PN結擴散摻雜設備一擴散爐和半導體制造業中對硅晶圓片進行熱生長氧化的高溫氧化擴散爐中，懸臂槳是設備中晶圓裝載系統的關鍵部件，可以保證晶圓與爐管的同心度，進而使擴散、氧化更均勻。特別是碳化硅懸臂槳具有高強度、高純度、 高導熱、無氣孔、耐酸堿腐蝕、高溫下無污染、不變形及良好的抗熱震穩定性、載重量大等特點，避免了與爐管的直接接觸，延長了爐管的使用壽命，解決了其它材質懸臂槳易斷裂，載重量小，成本高的問題。目前，現有技術中碳化硅懸臂槳的制作工藝非常復雜，并且每個廠家的工藝都有所不同，且碳化硅懸臂槳的合格率低，而造成碳化硅懸臂槳成本高。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種反應燒結碳化硅懸臂槳的制作方法，工藝簡單，提高了碳化硅懸臂槳的成品率。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是反應燒結碳化硅懸臂槳的制作方法， 包括以下順序實施的步驟a.制作底模，所述底模的形狀與所述碳化硅懸臂槳的形狀相對應；b.制作石膏模具，將所述底模固定于一型模內，往所述型模內填充石膏漿，石膏固化后，取出底模，得到石膏模具；c.澆注成型，往所述石膏模具中澆注碳化硅漿料，碳化硅漿料固化后從石膏模具中脫出，得到碳化硅懸臂槳坯體；d.烘干，將所述碳化硅懸臂槳坯體先自然干燥，再送低溫烘干室烘干；e.修整，所述碳化硅懸臂槳坯體干燥后，對所述碳化硅懸臂槳坯體的外形結構和表面上的缺陷進行修整；f.燒結，將烘干后的所述碳化硅懸臂槳坯體真空燒結得到碳化硅懸臂槳成品。作為一種改進，所述石膏模具制作成型后需在溫度70 80°C的干燥室內烘干2 3天，干燥均勻。作為一種改進，所述制作石膏模具步驟中，將所述底模表面涂軟皂水后再固定于所述型模內。作為一種改進，所述燒結步驟前，所述碳化硅懸臂槳坯體需在100 120°C之間預熱15 20小時。作為進一步的改進，所述燒結步驟中，抽真空加熱到1800 1900°C，經滲硅、恒溫，然后冷卻至1100 1200°C，再快速降溫到120 150°C。采用了上述技術方案后，本發明的有益效果是由于采用了制作底模、制作石膏模、澆注成型、烘干和燒結這幾個連續的工藝步驟，在制作時，由底模制得石膏模，然后再利用石膏模澆注出碳化硅懸臂槳坯體，確保了碳化硅懸臂槳坯體的成型，再通過真空燒結得到碳化硅懸臂槳成品，使得碳化硅懸臂槳強度高，整個制作過程，簡化了制作工藝，降低了技術難度，提高了碳化硅懸臂槳的成品率。由于對烘干后的碳化硅懸臂槳坯體表面進行修整，可以克服碳化硅懸臂槳坯體的表面缺陷，使得成品碳化硅懸臂槳表面質量高，進一步提高了碳化硅懸臂槳的成品率。由于制作石膏模具時，在底模表面涂軟皂水，使得石膏模具制作完成后取出底模時更加容易脫離，底模與石膏模具表面不粘連，保持了石膏模具內表面的平整度，進一步提高了碳化硅懸臂槳的成品率。由于燒結步驟前，碳化硅懸臂槳坯體需預熱，可使坯體進一步排出坯體內的水分， 充分干燥，從而避免了如坯體干燥不均勻在燒結時所產生的開裂，進一步提高了碳化硅懸臂槳的成品率。由于真空燒結完成后快速降溫到120 150°C，可使產品能夠盡早出爐，縮短了產品生產時間，提高了工作效率。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。附圖是本發明實施例的工藝框圖中1、制作底模，2、制作石膏模具，3、澆注成型，4、烘干，5、修整，6、燒結。
具體實施例方式
如附圖所示，一種反應燒結碳化硅懸臂槳的制作方法，包括以下順序實施的步驟制作底模1、制作石膏模具2、澆注成型3、烘干4、修整5和燒結6。其中，制作底模1步驟中，所述底模的形狀與所述碳化硅懸臂槳的形狀相對應，底模的制作通常采用數控加工中心實現; 在制作石膏模具2步驟中，將所述底模表面涂軟皂水后再固定于一型模內，往所述型模內填充石膏漿，在填充時，邊填充邊振動，以便排除氣泡，使得石膏漿充分填充，石膏固化后， 取出底模，拆除型模，得到石膏模具；澆注成型3步驟中，將石膏模具固定在澆注支架上，往所述石膏模具中澆注碳化硅漿料，碳化硅漿料固化后從石膏模具中脫出，得到碳化硅懸臂槳坯體；在烘干4步驟中，將所述碳化硅懸臂槳坯體先自然干燥，再將所述碳化硅懸臂槳坯體送至溫度70 80°C的低溫干燥室內烘干，干燥時間為2 3天較佳，干燥均勻適度；在修整5步驟中，所述碳化硅懸臂槳坯體干燥后，對所述碳化硅懸臂槳坯體的外形結構和表面上的缺陷進行修整，以克服碳化硅懸臂槳坯體的表面缺陷；在所述燒結6步驟前，所述碳化硅懸臂槳坯體需在100 120°C之間預熱，預熱時間為15 20小時較佳，將烘干后的所述碳化硅懸臂槳坯體送至真空燒結爐中進行抽真空燒結，抽真空加熱到1800 1900°C，經滲硅、恒溫，然后冷卻至1100 1200°C，再快速降溫到120 150°C，得到碳化硅懸臂槳成品，如果有必要，則接下來再對碳化硅懸臂槳成品表面進行精修，以去除成品表面可能存在的凹凸不平或者因變形而出現的細微形變等缺陷，以進一步提高產品表面的平整、光滑度和產品的尺寸精度。本發明不局限于上述具體的實施方式，本領域的普通技術人員從上述構思出發，不經過創造性的勞動，所作出的種種變換，均落在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.反應燒結碳化硅懸臂槳的制作方法，其特征在于包括以下順序實施的步驟a.制作底模，所述底模的形狀與所述碳化硅懸臂槳的形狀相對應；b.制作石膏模具，將所述底模固定于一型模內，往所述型模內填充石膏漿，石膏固化后，取出底模，得到石膏模具；c.澆注成型，往所述石膏模具中澆注碳化硅漿料，碳化硅漿料固化后從石膏模具中脫出，得到碳化硅懸臂槳坯體；d.烘干，將所述碳化硅懸臂槳坯體先自然干燥，再送低溫烘干室烘干；e.修整，所述碳化硅懸臂槳坯體干燥后，對所述碳化硅懸臂槳坯體的外形結構和表面上的缺陷進行修整；f.燒結，將烘干后的所述碳化硅懸臂槳坯體真空燒結得到碳化硅懸臂槳成品。
2.如權利要求1所述的反應燒結碳化硅懸臂槳的制作方法，其特征在于所述石膏模具制作成型后需在溫度70 80°C的干燥室內烘干2 3天，干燥均勻。
3.如權利要求1所述的反應燒結碳化硅懸臂槳的制作方法，其特征在于所述制作石膏模具步驟中，將所述底模表面涂軟皂水后再固定于所述型模內。
4.如權利要求1所述的反應燒結碳化硅懸臂槳的制作方法，其特征在于所述燒結步驟前，所述碳化硅懸臂槳坯體需在100 120°C之間預熱15 20小時。
5.如權利要求4所述的反應燒結碳化硅懸臂槳的制作方法，其特征在于所述燒結步驟中，抽真空加熱到1800 1900°C，經滲硅、恒溫，然后冷卻至1100 1200°C，再快速降溫到 120 150°C。
全文摘要
本發明公開了一種反應燒結碳化硅懸臂槳的制作方法，屬于碳化硅懸臂槳技術領域，包括以下順序實施的步驟制作底模、制作石膏模具、澆注成型、烘干、修整和燒結，具體的，所述底模的形狀與碳化硅懸臂槳的形狀相對應，將底模固定于一型模內，往型模內填充石膏漿，石膏固化后，取出底模，得到石膏模具，往石膏模具中澆注碳化硅漿料，碳化硅漿料固化后從石膏模具中脫出，將得到的碳化硅懸臂槳坯體先自然干燥，再送低溫烘干室烘干，將烘干后的碳化硅懸臂槳坯體真空燒結得到碳化硅懸臂槳成品。本發明工藝簡單，提高了碳化硅懸臂槳的成品率，廣泛應用于碳化硅懸臂槳的生產制造中。
文檔編號C04B35/622GK102249683SQ201110160758
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月15日 優先權日2011年6月15日
發明者姜剛, 李華山, 王序林, 王明峰, 石威 申請人:濰坊華美精細技術陶瓷有限公司