半导体封装石墨过炉工装夹具的制作工艺流程是怎样的

半导体封装石墨过炉工装夹具完整制造工艺流程

分为两大阶段：高纯等静压石墨坯料制备（碳素厂）、工装精密加工与半导体级后处理（石墨制品厂）；产品用于共晶焊、回流焊、芯片退火，对纯度、洁净度、尺度精度要求极高。

第一阶段：高纯石墨坯料制备（碳素工厂完成）

1. 配料混捏：高纯石油焦、沥青焦破碎筛分，调配沥青粘结剂高温混捏，粉料与粘结剂充沛混匀。

2. 冷等静压成型：橡胶套包裹粉料，高压各向限制，得到密度均匀生坯，规避密度分层，保障反复高温尺度安稳。

3. 一次焙烧：惰性气氛1000‑1200℃焙烧，蒸发粘结剂；之后沥青浸渍填充内部孔隙，提高致密度与强度。

4. 二次焙烧：固化浸渍沥青，进一步提高坯体力学性能。

5. 高温石墨化：2200‑2800℃高温处理，碳转化为石墨晶体，蒸发金属杂质；半导体用基材灰分控制≤10ppm。

6. 坯料入厂检测：超声探伤排查内部裂纹气孔；化验灰分、密度、电阻率，不合格坯料直接除掉。

第二阶段：工装夹具精密加工与半导体级后处理（石墨制品厂）

1. 图纸解析与工艺编程：依据客户3D图纸，设计型腔阵列、定位销、透气导热孔、压块避空结构；CNC编程，区别粗加工、精加工刀路。

2. 下料开料：金刚石锯床切开石墨坯料，各面预留 0.3‑0.5mm加工余量，除掉外表缺陷层，压缩空气吹扫石墨粉尘。

3. 六面基准磨削：磨床加工六个基准面，保证平面度、平行度，建立一致加工基准。

4. CNC粗加工：金刚石刀具铣削外形、大体型腔、定位孔、透气槽，快速去除余量，粗加工公役±0.1‑0.3mm，全程负压除尘，防止崩角崩边。

5. CNC精密精加工：更换精铣刀具，加工芯片型腔、定位销座、压块合作位、散热通气孔；关键尺度公役可达 ±0.01‑0.02mm；细小异形结构可调配电火花加工。

6. 去毛刺、倒角、研磨抛光：型腔边角细小倒角防崩损；承载工作面研磨抛光，Ra0.4‑1.6μm，下降外表粗糙度，削减焊料粘模。

7. 半导体专用清洗（中心工序）

压缩空气深度吹扫内部孔隙粉尘；

异丙醇+去离子水多道超声波清洗，清除孔隙内切削微粉；

无尘环境烘干，根绝残留粉尘高温放气污染芯片器件。

8. 真空高温除气烘烤：真空炉300‑800℃高温除气，分出资料内部残留蒸发物；高要求产品做BN氮化硼涂层，提高抗粘焊锡、抗氧化、脱模性能，延伸工装寿命。

9. 组件安装（压合式工装）：底座、石墨压块、配重块、定位销配对安装，检查合作间隙，保证压块下压均匀。

10. 全项质量检测：三坐标测量仪检测全部形位公役；外观检查裂纹、崩边；抽检外表粗糙度；组件做安装适配验证。

11. 无尘封装出货：无尘工作台包装，隔绝外界粉尘污染，交付客户。

高纯焦料配料→等静压成型→焙烧‑浸渍‑再焙烧→高温石墨化→坯料检测→下料开料→基准磨削→CNC粗加工→精密精加工→研磨抛光→超声清洗→真空除气烘烤【可选BN涂层】→组件安装→三坐标全检→无尘包装出货。