專利名稱：大電流/高壓二極管的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種ニ極管的制備方法，具體涉及ー種大電流/高壓ニ極管的制備方法，屬于電子元器件的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的大電流/高壓ニ極管的結(jié)構(gòu)與一般小電流/低壓ニ極管的結(jié)構(gòu)是相同的(僅只是四者所用的芯片不同)，它們都包括了分開布置的第一引腳和第二引腳，ニ極管芯片(大電流/高壓ニ極管所用的是大電流芯片/高壓芯片，小電流/低壓ニ極管所用的是小電流/低壓芯片)以及塑封體；所述ニ極管芯片的背面貼裝在所述第一引腳具有的第一貼片基島上，且其表面通過導線與所述第二引腳具有的第二貼片基島電連接，所述ニ極管芯片、第一貼片基島和第二貼片基島封裝在塑封體內(nèi)；而這種小電流ニ極管結(jié)構(gòu)的小電流ニ極管芯片的體積為0. 2^0. 4*0. 2^0. 4*0.2 0. 4mm3,工作電流也只是為2A以下的小電流，第ー貼片基島和第二貼片基島的長度和寬度均是1.0mm，卻無法與2A以上的大電流/高壓ニ極管芯片相配裝，那是因為，大電流的ニ極管芯片的長度為2. (T2. 5mm,寬度為0. 2^0. 4mm,又由于電子線路板上的安裝面積有限，無法更改與大電流/高壓ニ極管芯片相匹配的貼片基島，造成無法裝片，存在裝片區(qū)域小但是芯片面積又無法縮小的矛盾問題。已有的大電流/高壓ニ極管制備方法并不能應用在不更改小電流ニ極管的小尺寸引腳尺寸前提下，將大電流/高壓ニ極管芯片與小尺寸的引腳相配裝的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種エ藝合理，制成品質(zhì)量好，體積相對較小的大電流/高壓ニ極管的制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種大電流/高壓ニ極管的制備方法，所述大電流/高壓ニ極管；包括分開布置的第一引腳和第二引腳，ニ極管芯片以及塑封體；所述第一引腳有第一貼片基島，而第一貼片基島有與其互為一體的第一引線；所述第二引腳有第二貼片基島，而第二貼片基島有與其互為一體的第二引線；所述ニ極管芯片、第一貼片基島和第二貼片基島封裝在塑封體內(nèi)；所述ニ極管芯片的背面通過不導電膠層裝在第一貼片基島和第二貼片基島上，ニ極管芯片表面的正極和負極分別通過金線與第一貼片基島和第二貼片基島電連接；而其所述大電流/高壓ニ極管的制備步驟依次是
a、圓形硅片貼膜；所述圓形硅片貼膜是將圓形硅片的背面與不導電膠膜和紫外線敏感膜貼裝，且不導電膠膜位于圓形硅片與紫外線敏感膜之間；
b、劃片；所述劃片是將經(jīng)貼膜后的圓形硅片放入自動劃片機內(nèi)，并且按照ニ極管芯片圖形的尺寸要求對圓形硅片進行切割，形成若干個方形粒狀的ニ極管芯片，而不導電膠膜經(jīng)劃片后完全斷裂，紫外線敏感膜未斷裂，然后再用紫外線燈照射紫外線敏感膜，以降低紫外線敏感膜的粘度；照射時間控制在30jT60s范圍內(nèi)；
C、裝片；所述裝片是將經(jīng)劃片后的圓形硅片背面的不導電膠膜和紫外線敏感膜貼裝先分離，然后用全自動裝片機的真空吸嘴依次吸附ニ極管芯片，并與具有若干個引腳単元的引腳框架裝配，即放置在引腳単元的分開布置的第一貼片基島和第二貼片基島上，接著令不導電膠膜經(jīng)高溫加熱溶解并冷卻固化，并令不導電膠膜形成不導電膠層，使得ニ極管芯片通過不導電膠層與引腳単元的第一貼片基島和第二貼片基島牢固結(jié)合；
d、焊線；所述焊線是將經(jīng)裝片處理后的ニ極管芯片的正負極分別通過焊線和引腳単元的第一貼片基島和第二貼片基島的剩余區(qū)域，采用超聲焊接方式完成電性連接，保證焊線和ニ極管的正負極和引腳単元的第一貼片基島和第二貼片基島牢固結(jié)合，形成良好的歐姆接觸；
e、塑封；所述塑封是將經(jīng)焊線后的ニ極管芯片和引腳框架放入模具型腔內(nèi)，并注入環(huán)氧樹脂，使得環(huán)氧樹脂包覆在ニ極管芯片，以及裝有ニ極管芯片區(qū)域的引腳単元的外周，通過環(huán)氧樹脂的高分子交聯(lián)反應形成固化的塑封體；
f、固化；所述固化是將經(jīng)塑封后的塑封體進行高溫固化，使得交聯(lián)反應更加徹底，而令ニ極管芯片和引腳框架與塑封體進ー步粘結(jié)成一體；固化溫度控制在17(T18(TC，固化時間控制在4tT5h范圍內(nèi)；
g、去飛邊；所述去飛邊是對固化后的塑封體產(chǎn)生的溢料和飛邊通過電解方式，脫落引腳単元所具有的第一引腳和第二引腳上多余的塑封體，并用高壓水沖洗干凈；
h、電鍍；所述電鍍是將經(jīng)去飛邊后的引腳単元的第一引腳和第二引腳的剰余區(qū)域，通過錫球陽極電離方式進行鍍錫，并形成錫鍍層；
i，切筋成型；所述切筋成型是按產(chǎn)品外形設(shè)計要求對電鍍后的エ件進行沖切成型，即制得制成品所述大電流/高壓ニ極管。在上述技術(shù)方案中，所述劃片步 驟的自動劃片機的劃片刀軸主軸轉(zhuǎn)速在34000^36000 rpm/min范圍內(nèi)，刀片進刀速度在45 55mm/s范圍內(nèi)，劃片時所用的去離子水的電阻率〉8 MQ cm。在上述技術(shù)方案中，所述裝片步驟的全自動裝片機的裝片軌道用氫氮混合氣體保護，氣體流量大于3L/min，裝片延時控制在30-40ms范圍內(nèi)。在上述技術(shù)方案中，所述焊線步驟的焊線為金線或銅線；若焊線是金線，則其第一焊點壓力控制在20g 50g范圍內(nèi)，超聲功率控制在70imTl00mW范圍內(nèi)，延時時間控制在8ms IOms范圍內(nèi)，第二焊點壓力控制在80g 140g范圍內(nèi)，超聲功率控制在80mw 140mw范圍內(nèi)，延時時間控制在8mjTl0mS范圍內(nèi)；若焊線是銅線，則其第一焊點壓力控制在30g 80g范圍內(nèi)，超聲功率控制在70imTl00mw范圍內(nèi)，延時時間控制在9ms 12ms范圍內(nèi)，第二焊點壓カ控制在IOOg 140g范圍內(nèi)，超聲功率控制在100mw 150mw范圍內(nèi)，延時時間控制在9ms 12ms范圍內(nèi)。在上述技術(shù)方案中，所述塑封步驟的預熱溫度控制在14(Tl60°C范圍內(nèi)，模具溫度控制在173 183で范圍內(nèi)，合模壓強控制在135 145kg/cm2范圍內(nèi)，注射壓カ控制在4(T50kg/cm2范圍內(nèi)，注射時間控制在7 IIs范圍內(nèi)，保壓時間控制在10(Tl20s范圍內(nèi)。在上述技術(shù)方案中，所述去飛邊步驟對固化后的塑封體產(chǎn)生的溢料和飛邊，是用通電后的含氫氧化鉀的堿性溶液進行電解去除的，堿性溶液的溫度控制在60± 10°C范圍內(nèi)，然后用自動去飛邊機的高壓水刀打磨，所用的高壓水壓力控制在28-30Mpa范圍內(nèi)，自動去飛邊機的傳動線速度控制在r8m/min范圍內(nèi)。
在上述技術(shù)方案中，所述電鍍步驟的電鍍電流控制在90±5A范圍內(nèi)，電鍍時間控制在17土2min范圍內(nèi)，鍍層厚度控制在5-14um范圍內(nèi)。本發(fā)明所具有的積極效果是由于本發(fā)明所述大電流/高壓ニ極管的制備步驟依次是圓形硅片貼膜、劃片、裝片、焊線、塑封、固化、去飛邊、電鍍和切筋成型；使得本發(fā)明在不改變已有的小尺寸引腳框架結(jié)構(gòu)情況下，將大尺寸的ニ極管芯片與小尺寸引腳框架的引腳単元裝配，與已有的大電流/高壓ニ極管結(jié)構(gòu)相比，結(jié)構(gòu)更加緊湊，占用空間相對較小。實現(xiàn)了本發(fā)明的目的。


圖1是本發(fā)明的大電流ニ極管的結(jié)構(gòu)示意 圖2是圖1的左視 圖3是本發(fā)明的引腳框架的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，7是引腳框架，7-1是連接桿；
圖4是圖3中的A部放大示意圖，其中，I 是第一引腳，2是第二引腳，1-1是第一貼片基島，2-1是第二貼片基島，1-2是第一引線，2-2是第二引線。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖以及給出的實施例，對本發(fā)明作進ー步的說明，但并不局限于此。如圖1、2、3、4所示，一種大電流/高壓ニ極管的制備方法，所述大電流/高壓ニ極管；包括分開布置的第一引腳I和第二引腳2，ニ極管芯片3以及塑封體4 ;所述第一引腳I有第一貼片基島1-1，而第一貼片基島1-1有與其互為一體的第一引線1-2 ;所述第二引腳2有第二貼片基島2-1，而第二貼片基島2-1有與其互為一體的第二引線2-2 ;所述ニ極管芯片3、第一貼片基島1-1和第二貼片基島2-1封裝在塑封體4內(nèi)；所述ニ極管芯片3的背面通過不導電膠層5裝在第一貼片基島1-1和第二貼片基島2-1上，ニ極管芯片3表面的正極和負極分別通過金線與第一貼片基島1-1和第二貼片基島2-1電連接；而其所述大電流/高壓ニ極管的制備步驟依次是
a、圓形硅片貼膜；所述圓形硅片貼膜是將圓形硅片的背面與不導電膠膜和紫外線敏感膜貼裝，且不導電膠膜位于圓形硅片與紫外線敏感膜之間，不能存在可見的氣孔，防止在后續(xù)劃片過程中導致圓形硅片脫落，影響劃片的質(zhì)量；
b、劃片；所述劃片是將經(jīng)貼膜后的圓形硅片放入自動劃片機內(nèi)，并且按照ニ極管芯片圖形的尺寸要求對圓形硅片進行切割，形成若干個方形粒狀的ニ極管芯片，而不導電膠膜經(jīng)劃片后完全斷裂，紫外線敏感膜未斷裂，然后再用紫外線燈照射紫外線敏感膜，以降低紫外線敏感膜的粘度，便于紫外線敏感膜與不導電膠膜分離；照射時間控制在30:608范圍內(nèi)；在劃片過程中要求，圓形硅片無硅屑沾污，也不能出現(xiàn)邊緣崩邊的情況發(fā)生；其中，紫外線敏感膜的粘度高達1. 12N/25mm，用紫外線燈照射后紫外線敏感膜粘度降低至0. 03N/25mm ；
C、裝片；所述裝片是將經(jīng)劃片后的圓形硅片背面的不導電膠膜和紫外線敏感膜貼裝先分離，然后用全自動裝片機的真空吸嘴依次吸附ニ極管芯片，并與具有若干個引腳単元的引腳框架裝配，即放置在引腳単元的分開布置的第一貼片基島和第二貼片基島上，接著令不導電膠膜經(jīng)高溫加熱溶解并冷卻固化，并令不導電膠膜形成不導電膠層，使得ニ極管芯片通過不導電膠層與引腳単元的第一貼片基島和第二貼片基島牢固結(jié)合；
d、焊線；所述焊線是將經(jīng)裝片處理后的ニ極管芯片的正負極分別通過焊線和引腳単元的第一貼片基島和第二貼片基島的剩余區(qū)域，采用超聲焊接方式完成電性連接，保證焊線和ニ極管的正負極和引腳単元的第一貼片基島和第二貼片基島牢固結(jié)合，形成良好的歐姆接觸；
e、塑封；所述塑封是將經(jīng)焊線后的ニ極管芯片和引腳框架放入模具型腔內(nèi)，并注入環(huán)氧樹脂，使得環(huán)氧樹脂包覆在ニ極管芯片，以及裝有ニ極管芯片區(qū)域的引腳単元的外周，通過環(huán)氧樹脂的高分子交聯(lián)反應形成固化的塑封體；
f、固化；所述固化是將經(jīng)塑封后的塑封體進行高溫固化，使得交聯(lián)反應更加徹底，而令ニ極管芯片和引腳框架與塑封體進ー步粘結(jié)成一體；固化溫度控制在17(T18(TC，固化時間控制在4h 5h范圍內(nèi)；
g、去飛邊；所述去飛邊是對固化后的塑封體產(chǎn)生的溢料和飛邊通過電解方式，脫落引腳単元所具有的第一引腳和第二引腳上多余的塑封體，并用高壓水沖洗干凈；
h、電鍍；所述電鍍是將經(jīng)去飛邊后的引腳単元的第一引腳和第二引腳的剰余區(qū)域，通過錫球陽極電離方式進行鍍錫，并形成錫鍍層；
i，切筋成型；所述切筋成型是按產(chǎn)品外形設(shè)計要求對電鍍后的エ件進行沖切成型，沖切引腳框架的連接桿后，即制得 制成品所述大電流/高壓ニ極管。所述劃片步驟的自動劃片機的劃片刀軸主軸轉(zhuǎn)速在3400(T36000 rpm/min范圍內(nèi)，刀片進刀速度在45 55mm/s范圍內(nèi)，劃片時所用的去離子水的電阻率>8 MQ cm。所述裝片步驟的全自動裝片機的裝片軌道用氫氮混合氣體保護，氣體流量大于3L/min,裝片延時控制在30_40ms范圍內(nèi)。氫氮混合氣體用于保護引腳框架不被高溫氧化，裝片延時可保證ニ極管芯片貼裝牢度達到Ikg以上，同時也要保證生產(chǎn)效率不受影響。所述焊線步驟的焊線為金線或銅線；若焊線是金線，則其第一焊點壓力控制在20g 50g范圍內(nèi)，超聲功率控制在70mw 100mw范圍內(nèi)，延時時間控制在8ms IOms范圍內(nèi)，第ニ焊點壓力控制在80g 140g范圍內(nèi)，超聲功率控制在80imTl40mW范圍內(nèi)，延時時間控制在8ms^l0ms范圍內(nèi)；若焊線是銅線，則其第一焊點壓力控制在30g 80g范圍內(nèi)，超聲功率控制在70mw IOOmw范圍內(nèi)，延時時間控制在9ms 12ms范圍內(nèi)，第二焊點壓力控制在IOOg 140g范圍內(nèi)，超聲功率控制在100imTl50mw范圍內(nèi)，延時時間控制在9ms 12ms范圍內(nèi)。所述塑封步驟的預熱溫度控制在14(Tl60°C范圍內(nèi)，模具溫度控制在173 183°C范圍內(nèi)，合模壓強控制在135 145kg/cm2范圍內(nèi)，注射壓カ控制在4(T50kg/cm2范圍內(nèi)，注射時間控制在7 Ils范圍內(nèi)，保壓時間控制在10(Tl20s范圍內(nèi)。所述去飛邊步驟對固化后的塑封體產(chǎn)生的溢料和飛邊，是用通電后的含氫氧化鉀的堿性溶液進行電解去除的，堿性溶液的溫度控制在60±10°C范圍內(nèi)，然后用自動去飛邊機的高壓水刀打磨，所用的高壓水壓力控制在28-30Mpa范圍內(nèi)，自動去飛邊機的傳動線速度控制在4 8m/min范圍內(nèi)。所述電鍍步驟的電鍍電流控制在90±5A范圍內(nèi)，電鍍時間控制在17±2min范圍內(nèi)，鍍層厚度控制在5-14um范圍內(nèi)。 本發(fā)明小試效果顯示，是十分令人滿意的。本發(fā)明所述方法并不局限于大電流/高壓ニ極管的制備，也可適用于其它與本發(fā)明所述大電流/高壓ニ極管相同結(jié)構(gòu)的大尺寸ニ極管芯片與小尺寸引腳框架裝配的制備，例如，制備集成ニ極管。所述的集成ニ極管是指具有多個PN結(jié)的大尺寸ニ極管芯片的集成
ニ極管 。
權(quán)利要求
1.一種大電流/高壓二極管的制備方法，所述大電流/高壓二極管；包括分開布置的第一引腳(I)和第二引腳(2)，二極管芯片(3)以及塑封體(4);所述第一引腳(I)有第一貼片基島(1-1)，而第一貼片基島(1-1)有與其互為一體的第一引線(1-2);所述第二引腳(2)有第二貼片基島(2-1)，而第二貼片基島(2-1)有與其互為一體的第二引線(2-2);所述二極管芯片(3)、第一貼片基島(1-1)和第二貼片基島(2-1)封裝在塑封體(4)內(nèi)；所述二極管芯片(3)的背面通過不導電膠層(5)裝在第一貼片基島(1-1)和第二貼片基島(2-1)上，二極管芯片(3)表面的正極和負極分別通過金線與第一貼片基島(1-1)和第二貼片基島(2-1)電連接；其特征在于所述大電流/高壓二極管的制備步驟依次是 a、圓形硅片貼膜；所述圓形硅片貼膜是將圓形硅片的背面與不導電膠膜和紫外線敏感膜貼裝，且不導電膠膜位于圓形硅片與紫外線敏感膜之間； b、劃片；所述劃片是將經(jīng)貼膜后的圓形硅片放入自動劃片機內(nèi)，并且按照二極管芯片圖形的尺寸要求對圓形硅片進行切割，形成若干個方形粒狀的二極管芯片，而不導電膠膜經(jīng)劃片后完全斷裂，紫外線敏感膜未斷裂，然后再用紫外線燈照射紫外線敏感膜，以降低紫外線敏感膜的粘度；照射時間控制在30iT60S范圍內(nèi)； C、裝片；所述裝片是將經(jīng)劃片后的圓形硅片背面的不導電膠膜和紫外線敏感膜貼裝先分離，然后用全自動裝片機的真空吸嘴依次吸附二極管芯片，并與具有若干個引腳單元的引腳框架裝配，即放置在引腳單元的分開布置的第一貼片基島和第二貼片基島上，接著令不導電膠膜經(jīng)高溫加熱溶解并冷卻固化，并令不導電膠膜形成不導電膠層，使得二極管芯片通過不導電膠層與引腳單元的第一貼片基島和第二貼片基島牢固結(jié)合； d、焊線；所述焊線是將經(jīng)裝片處理后的二極管芯片的正負極分別通過焊線和引腳單元的第一貼片基島和第二貼片基島的剩余區(qū)域，采用超聲焊接方式完成電性連接，保證焊線和二極管的正負極和引腳單元的第一貼片基島和第二貼片基島牢固結(jié)合，形成良好的歐姆接觸； e、塑封；所述塑封是將經(jīng)焊線后的二極管芯片和引腳框架放入模具型腔內(nèi)，并注入環(huán)氧樹脂，使得環(huán)氧樹脂包覆在二極管芯片，以及裝有二極管芯片區(qū)域的引腳單元的外周，通過環(huán)氧樹脂的高分子交聯(lián)反應形成固化的塑封體； f、固化；所述固化是將經(jīng)塑封后的塑封體進行高溫固化，使得交聯(lián)反應更加徹底，而令二極管芯片和引腳框架與塑封體進一步粘結(jié)成一體；固化溫度控制在17(T18(TC，固化時間控制在4tT5h范圍內(nèi)； g、去飛邊；所述去飛邊是對固化后的塑封體產(chǎn)生的溢料和飛邊通過電解方式，脫落引腳單元所具有的第一引腳和第二引腳上多余的塑封體，并用高壓水沖洗干凈； h、電鍍；所述電鍍是將經(jīng)去飛邊后的引腳單元的第一引腳和第二引腳的剩余區(qū)域，通過錫球陽極電離方式進行鍍錫，并形成錫鍍層； i，切筋成型；所述切筋成型是按產(chǎn)品外形設(shè)計要求對電鍍后的工件進行沖切成型，即制得制成品所述大電流/高壓二極管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大電流/高壓二極管的制備方法，其特征在于所述劃片步驟的自動劃片機的劃片刀軸主軸轉(zhuǎn)速在3400(T36000 rpm/min范圍內(nèi)，刀片進刀速度在45^55mm/s范圍內(nèi)，劃片時所用的去離子水的電阻率> 8 ΜΩ · cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大電流/高壓二極管的制備方法，其特征在于所述裝片步驟的全自動裝片機的裝片軌道用氫氮混合氣體保護，氣體流量大于3L/min，裝片延時控制在30-40ms范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大電流/高壓二極管的制備方法，其特征在于所述焊線步驟的焊線為金線或銅線；若焊線是金線，則其第一焊點壓力控制在20g 50g范圍內(nèi)，超聲功率控制在70imT I OOmw范圍內(nèi)，延時時間控制在8ms I Oms范圍內(nèi)，第二焊點壓力控制在80g 140g范圍內(nèi)，超聲功率控制在80mw 140mw范圍內(nèi)，延時時間控制在8ms IOms范圍內(nèi)；若焊線是銅線，則其第一焊點壓力控制在30g 80g范圍內(nèi)，超聲功率控制在70imTl00mW范圍內(nèi)，延時時間控制在9miTl2mS范圍內(nèi)，第二焊點壓力控制在IOOg 140g范圍內(nèi)，超聲功率控制在IOOmw 150mw范圍內(nèi)，延時時間控制在9ms 12ms范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大電流/高壓二極管的制備方法，其特征在于所述塑封步驟的預熱溫度控制在14(Tl60°C范圍內(nèi)，模具溫度控制在173 183°C范圍內(nèi)，合模壓強控制在135 145kg/cm2范圍內(nèi)，注射壓力控制在4(T50kg/cm2范圍內(nèi)，注射時間控制在7 Ils范圍內(nèi)，保壓時間控制在10(Tl20s范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大電流/高壓二極管的制備方法，其特征在于所述去飛邊步驟對固化后的塑封體產(chǎn)生的溢料和飛邊，是用通電后的含氫氧化鉀的堿性溶液進行電解去除的，堿性溶液的溫度控制在60± 10°C范圍內(nèi)，然后用自動去飛邊機的高壓水刀打磨，所用的高壓水壓力控制在28-30Mpa范圍內(nèi)，自動去飛邊機的傳動線速度控制在Γ8πι/π η范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大電流/高壓二極管的制備方法，其特征在于所述電鍍步驟的電鍍電流控制在90 ± 5Α范圍內(nèi)，電鍍時間控制在17 土 2min范圍內(nèi)，鍍層厚度控制在5-14um范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大電流/高壓二極管的制備方法，所述大電流/高壓二極管；包括分開布置的第一引腳和第二引腳，二極管芯片以及塑封體；第一引腳有第一貼片基島，而第一貼片基島有與其互為一體的第一引線；第二引腳有第二貼片基島，而第二貼片基島有與其互為一體的第二引線；二極管芯片、第一貼片基島和第二貼片基島封裝在塑封體內(nèi)；二極管芯片的背面通過不導電膠層裝在第一貼片基島和第二貼片基島上，二極管芯片表面的正極和負極分別通過金線與第一貼片基島和第二貼片基島電連接；而其大電流/高壓二極管的制備步驟依次是圓形硅片貼膜、劃片、裝片、焊線、塑封、固化、去飛邊、電鍍和切筋成型。本發(fā)明具有工藝合理、制成品體積相對較小等優(yōu)點。
文檔編號H01L21/60GK103035535SQ20121057369
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者徐青青 申請人:常州銀河世紀微電子有限公司