半导体烧结石墨治具表面改性处理工艺

石墨自身多孔、易氧化、掉粉，半导体烧结工况下简单掉屑污染芯片、高温损耗快。表面改性首要分为浸渍封闭孔隙、陶瓷涂层、钝化处理三大类，不同工艺适配不同烧结场景。

1、浸渍处理（孔隙封闭类）

原理：将浸渍剂进入石墨表层微孔，封堵孔隙，减少掉粉、下降释气，不改动外形尺度。

1. 树脂浸渍

把石墨治具真空加压浸入耐高温树脂，固化后封闭表面气孔。

利益：本钱适中，大幅减少石墨掉粉碎屑，改进洁净度；

约束：运用温度不能过高，一般＜400‑500℃，高温会分化碳化；

适用：低温退火、回流、非高温烧结半导体治具。

2. 沥青浸渍

真空浸渍沥青，再高温碳化，在孔隙内部构成碳膜。

利益：耐温高，和基体相容性好，不掉粉，进步表面细密性；

约束：处理后会有少数挥发物，需要预先烘炉除气；

适用：中高温真空烧结、分立器件玻封治具。

浸渍工艺不能进步抗氧化才干，高温有氧环境仍然会氧化耗费。

2、陶瓷涂层工艺（最常用高端改性）

在石墨表面生成一层细密陶瓷防护膜，阻隔气氛，抗氧化、抗粘、抗金属浸润。

1. SiC‑碳化硅涂层（半导体烧结干流）

制备方法：CVD化学气相堆积为主。

特色：耐高温、抗氧化，硬度高，抗金属、玻璃粘模，极低释气；

优势：明显进步治具运用寿数，减少工件粘模污染；

约束：本钱高，尖利边角涂层简单磕碰脱落；

适用：SiC/GaN功率芯片共晶烧结、车规器件、TO玻封、高反复循环出产工况。

2. 氮化硼BN涂层（喷涂/烧结BN层）

BN自身具有脱模不粘特性。

特色：极佳脱模效果，防止焊料、玻璃粘连治具；

约束：涂层较薄，循环寿数不如CVD‑SiC，简单磨损；

适用：短期批次烧结，玻封二极管治具，侧重防粘脱模场景。

3、高温钝化/预焙烧处理（简易改性，无外加涂层）

工艺：制品石墨治具在真空或许保护气氛下高温预烧处理。

原理：让石墨内部低沸点杂质、挥发物提早释放洁净；

利益：不改动尺度，无外来涂层物质，不会出现涂层脱落污染；

约束：不封堵孔隙，不能解决掉粉、抗氧化；

适用：对外来涂层物质灵敏，怕涂层脱落污染芯片的半导体器件烧结，作为前置除气工序。

工作选型提示

1. 车规、第三代半导体优先CVD‑SiC涂层；

2. 一般二极管玻封，寻求防粘可选BN涂层；

3. 高温工况不要选用树脂浸渍；

4. 部分客户制止外来涂层，只做高温预焙烧除气处理。