CN101819992B - 一种整流器晶粒、其生产方法及吸盘模具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种整流器晶粒、其生产方法及吸盘模具，该晶粒呈正六角形，该晶粒的生产方法步骤包括上光阻剂、粘贴MASK胶片、曝光、做GPP胶片、上玻璃片、芯片上蜡、排列挡片、粘挡片、精确对正、吹砂切割和分离晶粒，该吸盘模具包括上模和下模，上模与下模为可拆卸连接在一起形成一个可被抽真空的空腔，上模的上表面设有凹槽，凹槽的底面上设有多个呈蜂窝状紧密排列的正六角形沉孔，每个沉孔均与空腔相连通。采用上述的结构和方法，本发明具有以下优点：1、提高晶粒的面积利用率，产品耐用、耐冲击性能增强；2、尖端放电作用减小，产品反向耐压性能增强；3、吹砂法切割出的晶粒，其玻璃沟边缘整齐，电性能得到更好保护。

Description

一种整流器晶粒、其生产方法及吸盘模具

技术领域

本发明涉及一种整流器晶粒，本发明还涉及该整流器晶粒的生产方法以及实现该方法中的吸盘模具。

背景技术

目前，通常整流器采用的晶粒外形为方形。该方形的带有玻璃钝化披覆联结的晶粒(GPP晶粒)的生产过程为，先将扩散好的圆硅芯片的两面都上光阻剂，准备二张透明胶片(MASK胶片)，其中一张胶片上印有图形线，该图形线为多个正方形紧密排列。另一张胶片上印有十字标准线。将二张MASK胶片重叠吻合，沿MASK胶片一条边线粘贴牢。将圆硅芯片放置在二张MASK胶片中间，同时曝光定影。一次开沟槽将硅芯片的两面均开出浅沟槽，在该芯片有十字标准线的一面上涂光阻剂，将浅槽面作保护，二次开沟槽将另一面开出深槽。芯片上的十字线浅沟槽用以对正，另一面的深沟槽用以上玻璃粉。接着去掉光阻剂、清洗、烘干、深沟槽中上玻璃粉、抛粉、烧玻璃、镀镍和镀金，而后做成玻璃钝化披覆联结的硅芯片(GPP芯片)。然后将芯片切割、裂片，分离出方形晶粒，该切割方法采用机械切割方式。

方形的晶粒在同一焊接台面上面积利用率较小，当所需正向电流为定值时，面积小导致电阻值较大，正向直流电压较大，器件发热量大，产品耐用性差；正向浪涌电流较小，产品耐冲能力较差；同时由于方形晶粒的角为90°，尖端放电作用大，导致产品反向耐压性能差；在整流器焊接时方形晶粒的边角易外露而破损。

生产GPP晶粒时采用背切的机械切割方式，芯片不易被切透，在裂片时，晶粒玻璃沟封的边缘容易破损，影响电性能。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种整流器晶粒、其生产方法及吸盘模具，以达到生产出耐用性强、耐冲能力强、耐压性好以及电性能强的正六角形的整流器晶粒，且生产方法简单的目的。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种整流器晶粒，其特征在于：所述的晶粒呈正六角形。

一种生产所述的整流器晶粒的方法，包括先将扩散好的圆硅芯片的两面都上光阻剂，准备二张相同的印有图形线的MASK胶片，将硅芯片放置在二张MASK胶片中间，同时曝光定影，接着按照硅芯片的两面上定影后的图形线开沟槽，将硅芯片的正面开出深沟槽，背面开出浅沟槽，而后去掉光阻剂、清洗、烘干、深沟槽上玻璃粉、抛粉、烧玻璃、镀镍和镀金，做成GPP芯片，然后将芯片切割并分离出晶粒，其特征在于：所述的开沟槽是按照芯片上定影后的图形线，将芯片上开出多个呈蜂窝状紧密排列的正六角形沟槽，所述方法中的将芯片切割并分离出晶粒的方法包括以下步骤：

a)上玻璃片：将芯片的正面通过预热后的白蜡粘连在玻璃片上；

b)芯片上蜡：将芯片的背面涂上白蜡；

c)排列挡片：将与需要生产的晶粒同型号的正六角形挡片放入吸盘模具中，使挡片均匀落入吸盘模具的正六角形沉孔(5)中，将模具抽真空，在所有挡片上整幅贴上胶带，放松真空后取下粘有挡片的胶带；

d)粘挡片：将粘有挡片的胶带转移贴在涂有白蜡的芯片上，把胶带上的挡片与芯片上浅槽形成的图形线初步对齐，使挡片和该图形线密合不错位，使挡片通过白蜡与芯片粘连；

e)精确对正：预热芯片上的白蜡至软化，对着显微镜精确校准挡片的位置，使挡片和芯片上的图形精密吻合，冷却白蜡后撕去胶带，留下挡片；

f)吹砂切割：将芯片贴有挡片的面向上，芯片放入吹砂机传动胶带的吸孔位上吸好，传送胶带进入吹砂腔体内，吹砂机头对着芯片上的挡片间隙进行吹砂切割；

g)分离晶粒：将吹砂完的材料依次放入分离槽内分离，分离槽中放入适量丙酮化解白蜡，使得玻璃片、挡片和晶粒分离开，捞出玻璃片和挡片，用筛网分离出晶粒和砂粒，将分离出的晶粒放入超声波振荡器内清除杂质，烤干晶粒。

一种生产整流器晶粒的方法，其特征在于：所述的a步骤中，白蜡预热的温度为200℃～300℃。

一种生产整流器晶粒的方法，其特征在于：所述的c步骤中，挡片为树脂片。

一种生产整流器晶粒的方法，其特征在于：所述的c步骤中，挡片为铁片。

一种生产整流器晶粒的方法，其特征在于：所述的e步骤中，白蜡软化的预热温度为80℃～100℃，所述的f步骤中，吹砂机的吹砂压力为0.1～0.2MPa。

一种实现所述的生产整流器晶粒方法中的吸盘模具，其特征在于：包括上模和下模，所述的上模与下模为可拆卸连接在一起形成一个可被抽真空的空腔，所述的上模的上表面设有凹槽，所述的凹槽的底面上设有多个呈蜂窝状紧密排列的正六角形沉孔，所述的每个沉孔均与所述空腔相连通。

一种吸盘模具，其特征在于：所述的模具上设有一个与所述的空腔相连通的通气嘴，所述的通气嘴连接有真空泵。

一种吸盘模具，其特征在于：所述的上模的周缘向下延伸出凸缘形成一个开口，所述的下模上设有与所述开口相吻合的凸起，所述的上模与下模通过螺栓连接锁紧。

一种吸盘模具，其特征在于：所述的凹槽呈圆形。

本发明采用上述结构和方法，具有以下优点：1、整流器在封装时，受管芯外圆面积的限制，相同外圆内放入的晶粒，正六角形面积是正方形的1.299倍，提高了面积利用率30％。当所需正向直流电流为定值时，面积增大时电阻值减小，正向直流电压减小，器件发热量减小，产品耐用性能增强。正向浪涌电流增大，产品耐冲击能力增强；2、正六角形尖端呈120度钝角，与正方形的90度角相比，尖端放电作用减小，产品反向耐压性能增强。正六角形比正方形更接近圆形，在整流器焊接时晶粒位置更接近于铜导线台面中心位置，避免了焊接中晶粒的边角外露的破损；同时，与焊片接触承接面积最大，焊锡不易流下造成短路，增加了焊接的拉力和焊点的可靠性；3、生产正六角形整流器晶粒，用机械切割方式难以实现。同时，相对于以往的机械切割方式，吹砂法切割分离出的GPP晶粒，是隔着挡片全吹透芯片分离成晶粒，无须切割后再用裂片分离晶粒方式，对晶粒的伤害小，玻璃沟边缘整齐，电性能保护更加优越；4、该吸盘模具可使正六角形挡片呈蜂窝状紧密排列，并整幅贴上胶带，用于将挡片与芯片粘连，方便正六角形晶粒的生产。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明；

图1为本发明中整流器晶粒的生产方法中切割芯片并分离出晶粒的方法流程图；

图2为本发明的生产方法中使用的吸盘模具的结构示意图；

图3为本发明中图2的轴侧图；

在图2～图3中，1、上模；2、下模；3、空腔；4、凹槽；5、沉孔；6、通气嘴；7、真空泵；8、凸起；9、螺栓。

具体实施方式

如图1所示一种生产整流器晶粒的方法，包括先将扩散好的硅芯片上光阻剂，过程为：在抽真空旋转机上，端子吸住芯片，滴上光阻剂几滴旋转至均匀，烘干；把反面重复做一次，使二面都上有光阻剂，烘干。准备二张相同的印有图形线的MASK胶片，该图形线形成的图案为多个正六角形呈蜂窝状紧密排列。再在显微镜下，将硅芯片的两面分别粘贴MASK胶片，并将两面的MASK胶片图形对准，将放置在二张MASK胶片中间的硅芯片同时曝光定影，接着按照硅芯片的两面上定影后的图形线开沟槽，将硅芯片背面先开出浅沟槽，在其一面上涂光阻剂，将浅沟槽面作保护，二次开沟槽将硅芯片的正面开出深沟槽。接着去掉光阻剂、清洗、烘干、深沟槽上玻璃粉、抛粉、烧玻璃、镀镍和镀金，做成GPP芯片。然后将芯片切割并分离出晶粒，开沟槽是将芯片上开出多个呈蜂窝状紧密排列的正六角形沟槽，方法中的将芯片切割并分离出晶粒的方法包括以下步骤：

a)上玻璃片：将芯片的正面通过预热后的白蜡粘连在玻璃片上，其过程为，将白腊加温200℃～300℃预热，接着将玻璃片放在电热板上，浇下适量溶腊，在正中间放下芯片，检查玻璃片与芯片完全接触无气泡，然后取下冷却；

b)芯片上蜡：将芯片的背面涂上白蜡，其过程为，按3∶1的比例稀释白腊与丙酮，在200℃～300℃电热板上预热，把上好芯片的玻璃片面放在抽真空旋转机上，用软笔沾稀释的白腊涂于芯片上。开真空吸住芯片下的玻璃片，旋转使稀释的白腊涂布均匀。停止吸力，取下涂过腊的芯片的玻璃片。在80℃～100℃电热板上蒸发丙酮，取下冷却。

c)排列挡片：将与需要生产的晶粒同型号的正六角形挡片放入吸盘模具中，使挡片均匀落入吸盘模具的正六角形沉孔5中，挡片为树脂片，或者挡片为铁片。将模具抽真空，用软笔调整沉孔5内的挡片平整无缺粒、无重粒，在所有挡片上整幅贴上胶带，放松真空后取下粘有挡片的胶带；

d)粘挡片：将粘有挡片的胶带转移贴在涂有白蜡的芯片上，把胶带上的挡片与芯片上浅槽形成的图形线初步对齐，使挡片和该图形线密合不错位，使挡片通过白蜡与芯片粘连；

e)精确对正：在80℃～100℃的电热板上预热芯片上的白蜡至软化，对着显微镜精确校准挡片的位置，使挡片和芯片上的图形精密吻合，挡片的形状、大小与正六角形的图形线相对应，即挡片的形状、大小与要生产的正六角形晶粒相对应。冷却白蜡后撕去胶带至挡片无漏粒，留下挡片，放入冰箱内储存进行冷却；

f)吹砂切割：将芯片贴有挡片的面向上，放入吹砂机传动胶带的吸孔位上吸好，传送胶带进入吹砂腔体内，吹砂机头对着芯片上的挡片间隙进行吹砂切割，吹砂机的吹砂压力为0.1～0.2MPa。吹砂作业可重复三次，吹过砂的芯片落入承载槽内——检视芯片上的晶粒是否无毛边完全吹透为好；

g)分离晶粒：将吹砂完的材料依次放入分离槽内分离，分离槽中放入适量丙酮化解白蜡，使得玻璃片、挡片和晶粒分离开，捞出玻璃片和挡片，其中，挡片若采用铁片，可用磁铁吸出；挡片若采用树脂片，可按不同比重用漂浮法捞出树脂片。接着用筛网分离出晶粒和砂粒，清洗晶粒，如果仍粘有砂粒，可放入有适量丙酮的振荡器内振荡，然后捞出干净的分离出的晶粒放入超声波振荡器内清除杂质，在烤箱内烤干晶粒。再次用筛网清除杂物和碎粒，最后将晶粒入库。

该整流器晶粒呈正六角形，正六角形面积是正方形的1.299倍，提高了面积利用率30％。当所需正向直流电流为定值时，面积增大时电阻值减小，正向直流电压减小，器件发热量减小，产品耐用性能增强。正向浪涌电流增大，产品耐冲击能力增强；正六角形尖端呈120度钝角，与正方形的90度角相比，尖端放电作用减小，产品反向耐压性能增强；正六角形比正方形更接近圆形，在整流器焊接时晶粒位置更接近于铜导线台面中心位置，避免了焊接中晶粒的边角外露的破损；同时，与焊片接触承接面积最大，焊锡不易流下造成短路，增加了焊接的拉力和焊点的可靠性；生产该正六角形整流器晶粒，用以往的机械切割方式难以实现。同时，相对于以往的机械切割方式，吹砂法切割出的GPP晶粒，是隔着挡片全吹透分离成晶粒，玻璃沟边缘整齐，电性能保护更加优越。该正六角形整流器晶粒的性能范围为，正向直流电流：1A～50A；反向峰值电压：5V～2000V；正向直流电压：0.93V～1.8V；反向恢复时间：20ns～9000ns；反向直流电流：0.5μA～10μA。按GPP芯片生产方式在晶粒外围披覆有玻璃绝缘体保护PN结具有GPP晶粒电性能特性。

图2～图3所示为一种实现生产整流器晶粒方法中的吸盘模具，包括上模1和下模2，上模1与下模2为可拆卸连接在一起形成一个可被抽真空的空腔3，上模1的上表面设有凹槽4，凹槽4呈圆形。凹槽4的底面上设有多个呈蜂窝状紧密排列的正六角形沉孔5，每个沉孔5均与空腔3相连通。模具上设有一个与空腔3相连通的通气嘴6，通气嘴6连接有真空泵7。上模1的周缘向下延伸出凸缘形成一个开口，下模2上设有与开口相吻合的凸起8，该结构使得上模1与下模2可拆卸。上模1与下模2通过螺栓9连接锁紧。该模具采用耐磨的合金材料制成。使用该模具时，将与需要生产的晶粒同型号的正六角形挡片放入吸盘模具中，使挡片均落入吸盘模具的每个沉孔5中。挡片的形状、大小与沉孔5相对应，同时挡片的形状、大小与要生产的正六角形晶粒相对应。用真空泵7将空腔3抽真空，大气压力使得挡片紧贴于沉孔5中，在所有挡片上整幅贴上胶带，放松真空后取下粘有挡片的胶带即可。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种生产整流器晶粒的方法，所述的晶粒呈正六角形，所述的方法包括先将扩散好的圆硅芯片的两面都上光阻剂，准备二张相同的印有图形线的MASK胶片，将硅芯片放置在二张MASK胶片中间，同时曝光定影，接着按照硅芯片的两面上定影后的图形线开沟槽，将硅芯片的正面开出深沟槽，背面开出浅沟槽，而后去掉光阻剂、清洗、烘干、深沟槽上玻璃粉、抛粉、烧玻璃、镀镍和镀金，做成GPP芯片，然后将芯片切割并分离出晶粒，其特征在于：所述的开沟槽是按照芯片上定影后的图形线，将芯片上开出多个呈蜂窝状紧密排列的正六角形沟槽，所述方法中的将芯片切割并分离出晶粒的方法包括以下步骤：

a)上玻璃片：将芯片的正面通过预热后的白蜡粘连在玻璃片上；

b)芯片上蜡：将芯片的背面涂上白蜡；

c)排列挡片：将与需要生产的晶粒同型号的正六角形挡片放入吸盘模具中，使挡片均匀落入吸盘模具的正六角形沉孔(5)中，将模具抽真空，在所有挡片上整幅贴上胶带，放松真空后取下粘有挡片的胶带；

d)粘挡片：将粘有挡片的胶带转移贴在涂有白蜡的芯片上，把胶带上的挡片与芯片上浅槽形成的图形线初步对齐，使挡片和该图形线密合不错位，使挡片通过白蜡与芯片粘连；

e)精确对正：预热芯片上的白蜡至软化，对着显微镜精确校准挡片的位置，使挡片和芯片上的图形精密吻合，冷却白蜡后撕去胶带，留下挡片；

f)吹砂切割：将芯片贴有挡片的面向上，芯片放入吹砂机传动胶带的吸孔位上吸好，传送胶带进入吹砂腔体内，吹砂机头对着芯片上的挡片间隙进行吹砂切割；

g)分离晶粒：将吹砂完的材料依次放入分离槽内分离，分离槽中放入适量丙酮化解白蜡，使得玻璃片、挡片和晶粒分离开，捞出玻璃片和挡片，用筛网分离出晶粒和砂粒，将分离出的晶粒放入超声波振荡器内清除杂质，烤干晶粒。

2.根据权利要求1所述的一种生产整流器晶粒的方法，其特征在于：所述的a步骤中，白蜡预热的温度为200℃～300℃。

3.根据权利要求1所述的一种生产整流器晶粒的方法，其特征在于：所述的c步骤中，挡片为树脂片。

4.根据权利要求1所述的一种生产整流器晶粒的方法，其特征在于：所述的c步骤中，挡片为铁片。

5.根据权利要求1所述的一种生产整流器晶粒的方法，其特征在于：所述的e步骤中，白蜡软化的预热温度为80℃～100℃，所述的f步骤中，吹砂机的吹砂压力为0.1～0.2MPa。

6.一种实现权利要求1所述的生产整流器晶粒方法中的吸盘模具，其特征在于：包括上模(1)和下模(2)，所述的上模(1)与下模(2)为可拆卸连接在一起形成一个可被抽真空的空腔(3)，所述的上模(1)的上表面设有凹槽(4)，所述的凹槽(4)的底面上设有多个呈蜂窝状紧密排列的正六角形沉孔(5)，所述的每个沉孔(5)均与所述空腔(3)相连通，所述的模具上设有一个与所述的空腔(3)相连通的通气嘴(6)，所述的通气嘴(6)连接有真空泵(7)，所述的上模(1)的周缘向下延伸出凸缘形成一个开口，所述的下模(2)上设有与所述开口相吻合的凸起(8)，所述的上模(1)与下模(2)通过螺栓(9)连接锁紧。

7.根据权利要求6所述的一种吸盘模具，其特征在于：所述的凹槽(4)呈圆形。

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