CN100590791C - 一种可调电压基准电源的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可调电压基准电源的制备方法，包括划片、粘片、前固化、压焊、塑封、去溢料、表面处理、成型分离、测试打标编带和包装入库步骤，该制备方法中提供了各个相应步骤的具体操作参数，以及芯片材料、框架材料、金丝材料、编带材料的材料规范。该可调电压基准电源的制备方法能够实现工艺优化和最佳材料搭配的目的，因此提高了可调电压基准电源各方面的性能。其制备的可调电压基准电源产品具有体积小，重量轻，外形封装尺寸适合SMT安装，电压精度高，输出电压范围宽，低输出阻抗和低温度系数的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种可调电压基准电源的制备方法。
技术背景
随着电子产品朝轻薄化、数字化和多功能三大趋势的发展，基准电源作为电子产品的重要部件，其地位也越来越高。目前，各种便携式电子产品层出不穷。对基准电源提出了越来越高的要求。因而，提高电源效率、降低电源功耗、保证电源精度已经成为基准电源开发的重点。
但现有可调电压基准电源制造工艺没有达到客户的要求，存在外形封装尺寸不理想，电压精度及对档率未达标、输出电压范围相对较窄、工作温度无法满足正常生产需要等不足。
发明内容
本发明提供可调电压基准电源的制备方法，该方法通过材料的相关选择及工艺参数的设定有机地结合起来，使产品比同类可调电压基准电源在产品具有体积小，重量轻，外形封装尺寸适合SMT安装，电压精度高，输出电压范围宽，低输出阻抗和低温度系数的特点。
本发明的技术方案是：一种可调电压基准电源的制备方法，该方法的实施步骤如下：(1)划片；(2)粘片；(3)前固化；(4)压焊；(5)塑封；(6)去溢料；(7)表面处理；(8)成型分离；(9)测试打标编带；(10)包装入库。
所述划片具体操作参数为：烘片加热时间为1-3分钟；烘片加热温度为95-105℃；划片进刀速度为40-80毫米/秒；划片旋转轴转速为28000-32000转/分钟；划片刀高为50-60微米；纯水电阻率为13-15兆欧·厘米；纯水清洗时间为1-3分钟；清洗时氮气吹扫时间为1-2分钟；
所述粘片具体操作参数为：粘片压力为30-70克；芯片推力≥286.1克；
所述前固化包括四个阶段，具体参数为：第一个阶段温度由25℃升至60℃，变化持续时间为15-25分钟；第二个阶段温度由60℃升至175℃，变化持续时间为55-65分钟；第三个阶段温度保持为170-180℃，温度保持时间为35-45分钟；第四个阶段，温度由第三阶段所保持的温度降至80℃，变化持续时间为55-65分钟；
所述压焊的金线拉力为≥4.0克；焊线温度为230-250℃；
所述塑封具体操作参数为：模具温度为165-175℃；合模压力为30-60吨；固化时间为45-90秒；注塑压力为1.2-2.0吨，注塑时间为5-15秒；
所述去溢料具体操作参数为：电解药水温度为55-65℃；药水比重为6-8婆；喷水压力为300-600千克；钢带速度为2.0-6.0米/分钟；电解电流为150-300安；
所述表面处理具体操作参数为：电解除油比重为4.0-9.0婆；中和液比重为2.0-5.0婆；电镀液中包括140-240克/升的游离酸和25-60克/升的二价锡和25-45克/升的添加剂；采用纯锡无铅工艺，锡层厚度为6-12微米。
所述测试打标编带具体操作参数为：激光扫描速度为1200-1500毫米/秒；编带温度为230-270℃；编带时间为120-180毫秒。
该可调电压基准电源的制备方法中，芯片在温度25℃-30℃时，符合如下测试条件：
(1)当阴极连续电流IK＝10毫安，阴极电压VKA＝输入基准电压VREF时，在输出精度为0.5％的情况下，输入基准电压VREF范围为2.489-2.511伏；在输出精度为1.0％的情况下，输入基准电源VREF范围为2.477-2.523伏；在输出精度为1.5％的情况下，输入基准电源VREF范围为2.464-2.536伏；
(2)当阴极连续电流IK＝10毫安，阴极电压VKA＝输入基准电压VREF时，在0℃≤TA≤70℃条件下，参考电压变化率ΔVREF≤17毫伏；
(3)当阴极连续电流IK＝10毫安，阴极电压VKA为2.5-10伏时，阴极电压对参考电压变化率ΔVREF/ΔVKA的绝对值≤2.68毫伏/伏；当阴极连续电流IK＝10毫安，阴极电压VKA在10-36伏时，阴极电压对参考电压变化率ΔVREF/ΔVKA绝对值≤1.98毫伏/伏；
(4)当阴极连续电流IK＝10毫安，阴极电压VKA＝输入基准电压VREF时，参考端出入电流IREF≤2.3微安；当阴极连续电流IK＝10毫安，阴极电压VKA＝输入基准电压VREF，并且0℃≤TA≤70℃时，参考端出入电流IREF≤3.8微安；
(5)当阴极电压VKA＝输入基准电压VREF时，最小工作电流Imin≤0.99毫安；
(6)阴极电压VKA＝36伏，VREF＝0伏时，关断阴极电流Ioff最大值为0.99微安；
(7)当阴极电压VKA＝输入基准电压VREF时，阴极连续电流IK从1毫安到100毫安，频率f≤1千赫兹时，动态阻抗|ZKA|≤0.48欧姆。
该可调电压基准电源的制备方法中
(1)框架材料符合如下规范：
引线框架厚度为0.092-0.1008毫米；框架基材为铁镍合金，镍含量为40-45％；
(2)金丝材料符合如下规范：
金丝组成为Au≥99.99％；Ag≤2.0ppm；Cu≤1.0ppm；Fe≤2.0ppm；Mg≤3.0ppm；Pd≤2.0ppm；Si≤2.0ppm；
(3)编带材料符合如下规范：
卷盘的表面电阻率为106-1011欧·厘米；载带的表面电阻率为104-108欧·厘米。
本发明与现有技术相比，首先就是优化工艺，通过对生产步骤中各个工序的参数予以最优的配置，使得生产出来的产品优于现有产品；其次就是对原材料的控制，通过控制好芯片的测试环节，以及其他材料的规范，得到最佳材料的搭配。
在按以上的要求操作后，所生产的可调电压基准电源经检测后，其性能指标如下：
与国内外类似厂家相比，本发明相关参数对比如下：
| 产品 | 调压范围 | 动态阻抗 | 精度范围 | 工作温度 | 温度系数 |
| 依照本工艺生产的产品 | 2.5～40V | 200mΩ | ±0.5％～±1.5％ | -40～125℃ | 30ppm/℃ |
| 国内同类产品 | 2.5～18V | 200mΩ | ±0.5％～±2％ | 0～125℃ | 50ppm/℃ |
| 国外同类产品 | 2.5～36V | 500mΩ | ±0.5％～±2％ | -40～85℃ | 50ppm/℃ |
具体实施方式
本实施例是关于431型可调电压基准电源的制备方法，其具体步骤包括：划片→粘片→前固化→压焊→塑封→去溢料→表面处理→成型分离→测试打标编带。其中：
(1)划片步骤的具体参数如下：
(2)粘片步骤的具体参数如下：
(3)前固化步骤的具体参数如下：
| 固化阶段 | 温度变趋势(℃) | 保持时间(MIN) |
| 第一阶段 | RT～60 | 20 |
| 第二阶段 | 60～175 | 60 |
| 第三阶段 | 175 | 40 |
| 第四阶段 | 175～80 | 60 |
(4)压焊步骤中工艺中金线拉力金线拉力为≥4.0克；
(5)塑封步骤的具体参数如下：
| 模具温度 | 合模压力 | 固化时间 | 注塑压力 | 注塑时间 |
| 170±5℃ | 30～60ton | 45～90S | 1.2～2.0ton | 5-15S |
(6)去溢料步骤的具体参数如下：
| 电解药水温度 | 药水比重 | 喷水压力 | 钢带速度 | 电解电流 |
| 60±5℃ | 6～8婆 | 300～600kg | 2.0～6.0m/min | 150-300A |
(7)表面处理步骤的具体参数如下：
(8)成型分离步骤的具体参数如下：
SOT-23冲程：110～140SPM；
SOT-89冲程：55～80SPM；
(9)测试打标编带步骤的具体参数如下：
| 激光扫描速度 | 激光能量 | 编带温度 | 编带时间 |
| 1200～1500mm/s | 50％～70％ | 250±20℃ | 120～180ms |
在上述的步骤中，对于材料有如下规范：
①芯片材料
要求背面层完整、不起皮、不起泡、不脱落、表面光滑金属层均匀；正面铝金属层电极完整有钝化层，二氧化硅介质层均匀光亮，焊区的钝化层必须刻蚀干净，表面无异物，无污染，表面必须光滑清洁明亮。芯片的参数如下：
在温度为25℃时，芯片必须符合如下测试条件：
②框架材料
引线框架要求表面无污染，正常卷绕，无折痕，厚度为0.100±0.008mm，框架基材为铁镍合金(A42)，镍含量为42％。
③金丝材料
金丝外观要求是均匀性好，不能有同一卷金丝出现粗细不一样的情况，金丝周边不能有缺损，金丝的两头必须露出在卷层的外面，卷层由里到外不得有卷层交错现象，开启金丝包装时，卷层不应松开。
金丝组成包括：
| 成份 | Au(％) | Ag(ppm) | Cu(ppm) | Fe(ppm) | Mg(ppm) | Pd(ppm) | Si(ppm) |
| 含量 | ≥99.99 | ≤2.0 | ≤1.0 | ≤2.0 | ≤3.0 | ≤2.0 | ≤2.0 |
金丝的机械性能如下：
| 金丝直径(um) | 型号 | 断裂负荷(CN) | 延伸率(％) |
| 25 | KG2 | ＞5 | 2～8 |
④粘片胶材料
⑤塑封料材料
塑封料外形为圆柱体状，无破损，颜色为黑色，且要均匀，其技术要求如下：
| 项目 | 单位 | 规格 |
| 颜色 | - | 黑色 |
| 直径 | mm | 16±0.2 |
| 高度 | mm | 16±0.1 |
| 重量 | g | 4.1±0.2 |
| 螺旋流动长度 | cm(inch) | 91.44±12.7(36±5) |
| 凝胶时间 | sec | 25±5 |
| 肖氏热硬度 | - | Min 70 |
| 热膨胀系数α1 | 1×E-6/℃ | 17.0±5.0 |
| 热膨胀系数α2 | 1×E-6/℃ | 65.0±5.0 |
| 玻璃化温度 | ℃ | Min 150 |
| 比重 | - | 1.80±0.2 |
| 弯曲强度A(25℃) | Kgf/mm<sup>2</sup> | 13.0±3.0 |
| 弯曲模量A(25℃) | Kgf/mm<sup>2</sup> | 1300±300 |
| 热导率 | Cal/cm.sec.℃ | Min 1.0×10<sup>-3</sup> |
| 吸水性 | ％ | MAX 0.3 |
⑥编带材料
卷盘的外观颜色需均匀，光滑无批峰，表面电阻率为106～1011Ω.cm。所选用的载带是黑色的，载带的收缩率：≤0.1％(60℃，85％RH)&(85℃，85％RH)，表面电阻率为104～108Ω.cm。
Claims (4)
1.一种可调电压基准电源的制备方法，该方法的实施步骤如下：(1)划片；(2)粘片；(3)前固化；(4)压焊；(5)塑封；(6)去溢料；(7)表面处理；(8)成型分离；(9)测试打标编带；(10)包装入库；
所述划片具体操作参数为：烘片加热时间为1-3分钟；烘片加热温度为95-105℃；划片进刀速度为40-80毫米/秒；划片旋转轴转速为28000-32000转/分钟；划片刀高为50-60微米；纯水电阻率为13-15兆欧·厘米；纯水清洗时间为1-3分钟；清洗时氮气吹扫时间为1-2分钟；
所述粘片具体操作参数为：粘片压力为30-70克；芯片推力≥286.1克；
所述前固化包括四个阶段，具体参数为：第一个阶段温度由25℃升至60℃，变化持续时间为15-25分钟；第二个阶段温度由60℃升至175℃，变化持续时间为55-65分钟；第三个阶段温度保持为170-180℃，温度保持时间为35-45分钟；第四个阶段，温度由第三阶段所保持的温度降至80℃，变化持续时间为55-65分钟；
所述压焊的金线拉力为≥4.0克；焊线温度为230-250℃；
所述塑封具体操作参数为：模具温度为165-175℃；合模压力为30-60吨；固化时间为45-90秒；注塑压力为1.2-2.0吨，注塑时间为5-15秒；
所述去溢料具体操作参数为：电解药水温度为55-65℃；药水比重为6-8婆；喷水压力为300-600千克；钢带速度为2.0-6.0米/分钟；电解电流为150-300安；
所述表面处理具体操作参数为：电解除油比重为4.0-9.0婆；中和液比重为2.0-5.0婆；电镀液中包括140-240克/升的游离酸和25-60克/升的二价锡和25-45克/升的添加剂；采用纯锡无铅工艺，锡层厚度为6-12微米。
2.根据权利要求1所述的可调电压基准电源的制备方法，其特征在于：
所述测试打标编带具体操作参数为：激光扫描速度为1200-1500毫米/秒；编带温度为230-270℃；编带时间为120-180毫秒。
3.根据权利要求2所述的可调电压基准电源的制备方法，其特征在于芯片在温度25℃-30℃时，符合如下测试条件：
(1)当阴极连续电流IK＝10毫安，阴极电压VKA＝输入基准电压VREF时，在输出精度为0.5％的情况下，输入基准电压VREF范围为2.489-2.511伏；在输出精度为1.0％的情况下，输入基准电源VREF范围为2.477-2.523伏；在输出精度为1.5％的情况下，输入基准电源VREF范围为2.464-2.536伏；
(2)当阴极连续电流IK＝10毫安，阴极电压VKA＝输入基准电压VREF时，在0℃≤TA≤70℃条件下，参考电压变化率ΔVREF 17毫伏；
(3)当阴极连续电流IK＝10毫安，阴极电压VKA为2.5-10伏时，阴极电压对参考电压变化率ΔVREF/ΔVKA的绝对值≤2.68毫伏/伏；当阴极连续电流IK＝10毫安，阴极电压VKA在10-36伏时，阴极电压对参考电压变化率ΔVREF/ΔVKA绝对值≤1.98毫伏/伏；
(4)当阴极连续电流IK＝10毫安，阴极电压VKA＝输入基准电压VREF时，参考端出入电流IREF≤2.3微安；当阴极连续电流IK＝10毫安，阴极电压VKA＝输入基准电压VREF，并且0℃≤TA≤70℃时，参考端出入电流IREF≤3.8微安；
(5)当阴极电压VKA＝输入基准电压VREF时，最小工作电流Imin≤0.99毫安；
(6)阴极电压VKA＝36伏，VREF＝0伏时，关断阴极电流Ioff最大值为0.99微安；
(7)当阴极电压VKA＝输入基准电压VREF时，阴极连续电流IK从1毫安到100毫安，频率f≤1千赫兹时，动态阻抗|ZKA|≤0.48欧姆。
4、根据权利要求3所述的可调电压基准电源的制备方法，其特征在于：
(1)框架材料符合如下规范：
引线框架厚度为0.092-0.1008毫米；框架基材为铁镍合金，镍含量为40-45％；
(2)金丝材料符合如下规范：
金丝组成为Au≥99.99％；Ag≤2.0ppm；Cu≤1.0ppm；Fe≤2.0ppm；Mg≤3.0ppm；Pd≤2.0ppm；Si≤2.0ppm；
(3)编带材料符合如下规范：
卷盘的表面电阻率为106-1011欧·厘米；载带的表面电阻率为104-108欧·厘米。
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| 半导体集成电路JW431精密可调电压基准源详细规范. 中华人民共和国电子行业军用标准，第SJ50597/54-2002卷. 2002 |
| 半导体集成电路JW431精密可调电压基准源详细规范. 中华人民共和国电子行业军用标准，第SJ50597/54-2002卷. 2002 * |
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