一种钼承烧钵制造技术

本实用新型专利技术提供了一种钼承烧钵。钼承烧钵为长方体结构，长度方向的两侧面均匀开设有三排透气孔。该半导体陶瓷半导化工艺包括以下步骤：在密闭炉体中充满75％H2+25％N2的还原气体，给加热钼丝通电使其加热到1000

【技术实现步骤摘要】
一种钼承烧钵


[0001]本技术属于半导体陶瓷
，涉及到表面型半导体陶瓷生产过程中在还原气氛中的高温半导化工艺，尤其涉及一种用于半导体陶瓷半导化工艺的钼承烧钵。

技术介绍

[0002]表面型半导体陶瓷电容器的主晶相是BaTiO3为基料的II类瓷，A位有少量的Sr、Ca、Pb等元素取代Ba：B位有Zr、Sn等元素取代Ti。主要用以调整温度系数，即起移动居里温度的作用。所以基本上是属钛酸钡类瓷。此外在瓷料中还可能含有少量的Nb2O3、La2O3等施主杂质及AST等促烧剂。少量的CuO、Fe2O3、MnO2等作为受主杂质。半导化之前瓷体的K值为103，半导化视在K值可达104-105。通常用挤制法成型以满足大批量生产，坯体膜厚150-600μm。其烧制工艺如下：
[0003]第一步：在1280-1350℃的空气中烧结成瓷片。在成瓷的同时还必须完成施主的杂质固溶的机制，即把Nb
5+
安插到Ti
4+
的位置上去，在BaTiO3为基料的II类瓷基体中，由于该种ABO3体系的结合力相对较弱(熔点较低)，这并不难完成；但在SrTiO3为基料的瓷基体中，由于其晶格结合力强，通常要更高的反应温度或同时存在还原性气氛的作用之下，才能使Nb
5+
固溶到B位。当Nb
5+
固溶到Ti
4+
上时，瓷体也就初步具有了n型半导体特性.
[0004]第二步：在还原性气氛中处理，即在含H25-25％、N295-75％、或在氨分解的气氛中，于1000-1100℃下还原烧结半导化。其反应过程如下：
[0005]2BaTiO3+H2→
2BaTiO
2.5
+H2O+V0
[0006]Ti
4+
→
Ti
3+
+e
[0007]V0代表氧缺位、其浓度通常＜10mol％，当氧离子跑掉而形成氧缺位后，该缺位处便少了两价负电荷，晶格电场平衡的结果，氧缺位具有两价正电荷特性，习惯上以V0
··
表示。V0
··
的电行为俨然是一个两价正离子。E为电子电荷，在未激发之前，它是停留在氧缺位附近Ti
3+
上的介稳(弱联系)电子，受到热、电场等的激发之后将形成“自由”电子而参与电导。这时整个瓷片具有比较充分的电子电导特性、属于n型半导体。
[0008]第三步：将n型半导瓷体置入900-1000℃的大气炉中进行再氧化，使其表面层形成10-20μm左右厚的氧化绝缘层，作为有效介质。这是非常关键的一步。介电性能之优劣，基本决定于此。在这种作为有效介质的氧化绝缘层中，既要消灭Nb
5+
带来的导流电子，又要使氧缺位带来的导流电子去掉。这除了要充分补给氧之外，往往还要求助于受主掺杂及出现适当的离子缺位，如：V
Ba
、V
Ti
，正好当施主含量Nb5+达到一定浓度时，会出现缺位补偿；这可以靠施主杂质的粒界偏析了完成。而配方中加入的Cu、Mn、Dy等受主杂质是几乎不被固溶的，常附着于粒界表面或可填充正离子缺位之中而构成受主态。
[0009]第四步：电极制作，即烧渗银电极，即可得到半导体陶瓷电容器的银片。
[0010]通过以上工艺理论可以看出，半导体陶瓷电容器之所以称之为半导体，和常规陶瓷电容器不同关键的工艺就是半导化的过程，在主体配方已经固定的情况下，陶瓷瓷体半导化的程度和均匀性就取决于半导化的温度和还原气氛的均匀性和一致性。
[0011]从半导体陶瓷半导化设备的设计及结构来看，加热采用刚玉炉管外四周缠绕钼丝的方式加热，炉膛内四周均匀受热。整个加热部分的炉体做成一个密闭的整体，内部充满H2+N2混合的强还原气体。从以上两点可以看出温度的加热源和还原气氛的气源是均匀和稳定的。
[0012]加热源和气源稳定只是针对于承烧钵而言是均匀和稳定的，但是对于承烧钵内的待半导化产品来说，是不均匀的。
[0013]工业化生产中通常用Al2O3为主材料的耐火材料和不锈钢做成承烧钵盛装陶瓷体进行半导化处理。
[0014]Al2O3承烧钵一般厚度不低于10mm，还原气氛下易被侵蚀发灰，自身重量大，反复使用次数低，寿命短，易破损，为了防止承烧钵损坏在炉膛里，使用时必须放在厚度为30mm的陶瓷推进板上才能推进炉膛，推进板的厚度加上承烧钵的厚度，本身耐火材料的导热系数又很低，势必会造成隔热，致使承烧钵底部的产品和上部的产品受热不一致，推进板的承烧钵的体积重量又大大的限制了产能。Al2O3承烧钵内部的死角也会造成还原气氛的不均匀。
[0015]不锈钢承烧钵导热优于Al2O3承烧钵，厚度一般是3mm左右，但是不锈钢毕竟熔点较低，高温下容易变形卡在炉膛里，更换频次多，表面虽不起皮但是会氮化发黑，也必须要放在30mm厚的推板上才能进炉使用。即使最优良的耐热不锈钢也是如此(国产牌号：0Cr25Ni20，日本牌号：SUS310S)。

技术实现思路

[0016]针对现有承烧钵存在的问题，本技术提供了一种用于半导体陶瓷半导化工艺的承烧钵。
[0017]为了达到上述目的，本技术采用以下技术方案实现：
[0018]一种用于半导体陶瓷半导化工艺的承烧钵，所述承烧钵是由金属钼制作而成，所述承烧钵包括外壳体和用于封盖外壳体上方敞口的盖板；所述承烧钵为长方体结构，长度方向的两侧面开设有透气孔。
[0019]较佳的，所述长度方向的两侧面均匀开设有三排透气孔。
[0020]较佳的，所述外壳体的内侧壁靠近上端设置有径向凸起，用于承托所述盖板并同时起到加强筋的作用。
[0021]较佳的，所述径向凸起整体为圆环形结构或齿形结构。
[0022]较佳的，所述盖板的边缘设置为向上的折边结构，折边与外壳体的内侧壁平行，且折边上端低于外壳体的内侧壁上端。
[0023]较佳的，所述盖板的上表面中部固定设置有把手。
[0024]较佳的，所述承烧钵的边缘厚度为1.9mm～2.2mm。
[0025]较佳的，所述承烧钵的边缘厚度为2mm。
[0026]本技术具有以下有益效果：
[0027]钼具有在高温还原气氛下不变形、耐高温、耐还原气氛不变色、不起皮，强度高的特点，使得半导体陶瓷半导化工艺中采用钼承烧钵替代Al2O3和不锈钢承烧钵，具有明显的改善工艺适应性的特点。
[0028]钼是难熔金属，熔点高达2600℃以上，还原保护气氛下的使用温度高达2000℃，所
以钼承烧钵在1000-1100℃的还原气氛下，完全呈惰性状态，保持金属光泽不变色，具有较高的机械强度，较高的导热系数使产品受热更均匀，周围开透气孔使气氛更均匀。
[0029]虽然金属钼的价格比耐热不锈钢贵一倍左右，但是钼的熔点以及导热系数较高，钼承烧钵不用推板推送，半导化产品产量可以提高30-40％，钼承烧钵寿命是不锈钢承烧钵的3倍，而且废钼市场回本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于半导体陶瓷半导化工艺的承烧钵，其特征在于，所述承烧钵是由金属钼制作而成，所述承烧钵包括外壳体和用于封盖外壳体上方敞口的盖板；所述承烧钵为长方体结构，长度方向的两侧面开设有透气孔。2.根据权利要求1所述的用于半导体陶瓷半导化工艺的承烧钵，其特征在于，所述长度方向的两侧面均匀开设有三排透气孔。3.根据权利要求1所述的用于半导体陶瓷半导化工艺的承烧钵，其特征在于，所述外壳体的内侧壁靠近上端设置有径向凸起，用于承托所述盖板并同时起到加强筋的作用。4.根据权利要求3所述的用于半导体陶瓷半导化工艺的承烧钵，其特征在于，所述径向凸...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋小明，
申请(专利权)人：陕西华星电子开发有限公司，
类型：新型
国别省市：