CN104241122A - 一种片状硅粒子整流二极管的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种片状硅粒子整流二极管的生产方法，包括下述步骤：步骤一：选取N-型111面芯片进行扩散工序制得PN结芯片；步骤二：把所述PN结芯片制作成为片状GPP芯片；步骤三：把所述片状GPP芯片封装制造成片状硅粒子整流二极管。本发明所述片状硅粒子整流二极管的生产方法不会产生尖端电场区域，从而不会产生尖峰电场使得芯片被击穿，从而对芯片起到了一定的保护作用，并提高了芯片的有效载流面积和耐受电流强度。
Description
技术领域
本发明涉及一种片状硅粒子整流二极管的生产方法。
背景技术
传统结构的直插整流二极管采用的芯片结构为四方形芯片在通过清洗台面，获得的芯片台面尖峰非常多容易产生尖峰电场在使用中这些地方容易被热击穿烧毁。传统结构的直插整流二极管引出端为无氧裸铜丝通过撞击成型平台而成,其表面平整度和规则形无法保证，降低了二极管导电的截面积。传统结构的直插整流二极管由于是由裸铜焊接的在清洗过程中会有大量铜离子被清洗液腐蚀形成重金属杂质附着在芯片表面形成表面漏电陷阱离子，严重影响高温漏电电性能和器件的可靠性。
发明内容
为此，本发明提出了一种可以解决上述问题的至少一部分的新片状硅粒子整流二极管的生产方法。
本发明提供了一种片状硅粒子整流二极管的生产方法，包括下述步骤：
步骤一：选取N-型111面芯片进行扩散工序制得PN结芯片；
步骤二：把所述PN结芯片制作成为片状GPP芯片；
步骤三：把所述片状GPP芯片封装制造成片状硅粒子整流二极管。
可选地，根据本发明的片状硅粒子整流二极管的生产方法，其中，在所述步骤一中，先把乳胶源配制含磷液体的磷源涂覆在所述N-型111面芯片的一面上送入扩散炉进行扩散获得N+层，然后把乳胶源配制含硼元素液体的硼源涂覆在所述N-型111面芯片的另一面上送入扩散炉进行两次扩散，第一次扩散获得P-层，第二次扩散获得P+层，从而制的结构为N+N-P-P+四层结构的PN结芯片。
可选地，根据本发明的片状硅粒子整流二极管的生产方法，其中，在所述步骤二中，对所述PN结芯片通过光刻工艺、BOE沟槽刻蚀、RCA清洗和玻璃钝化步骤后得到圆形GPP芯片，对所述圆形GPP芯片切割后得到所述片状GPP芯片。
可选地，根据本发明的片状硅粒子整流二极管的生产方法，其中，所述步骤三具体包括组焊步骤、涂覆保护胶步骤、一次固化步骤、去胶步骤、二次固化步骤和测试步骤。
可选地，根据本发明的片状硅粒子整流二极管的生产方法，其中，在所述组焊步骤中，通过吸盘把第一表面镀纯银铜粒子、第一焊片、第一钼片、第二焊片、片状GPP芯片、第三焊片、第二钼片、第四焊片、第二表面镀纯银铜粒子依次组装在焊接盘上固定好，放入真空烧结炉烧结，待其自然冷却后取出即组焊完成。
可选地，根据本发明的片状硅粒子整流二极管的生产方法，其中，在所述涂覆保护胶步骤中，把所述组焊步骤中组焊好的片状硅粒子整流二极管的大面用高温胶带粘住，然后把所述片状硅粒子整流二极管装填在上胶板，其中，所述片状硅粒子整流二极管的小面朝上，然后在所述片状硅粒子整流二极管的小面上放置液体硅橡胶，然后使用塑料片刮擦液体硅橡胶从而使得液体硅橡胶能均匀的填入所述片状硅粒子整流二极管的缝隙中，再使用干净的试纸擦拭掉所述片状硅粒子整流二极管的小面上多余的液体硅橡胶，从而得到涂覆好保护胶的片状硅粒子整流二极管。
可选地，根据本发明的片状硅粒子整流二极管的生产方法，其中，在所述一次固化步骤中，把所述涂覆保护胶步骤中得到的涂覆好保护胶的片状硅粒子整流二极管放入真空箱里抽真空，然后放入洁净烘箱里进行烘烤，进行一次固化。
可选地，根据本发明的片状硅粒子整流二极管的生产方法，其中，所述玻璃钝化采用的方法为SIPOS工艺。
本发明所述片状硅粒子整流二极管的生产方法不会产生尖端电场区域，从而不会产生尖峰电场使得芯片被击穿，从而对芯片起到了一定的保护作用，并提高了芯片的有效载流面积和耐受电流强度。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。其中在附图中，参考数字之后的字母标记指示多个相同的部件，当泛指这些部件时，将省略其最后的字母标记。在附图中：
图1为本发明所述片状硅粒子整流二极管的生产方法的实现流程图；
图2为本发明所述片状硅粒子整流二极管未封装前的结构示意图；
图3为本发明所述片状硅粒子整流二极管封装后的结构示意图。
其中，附图中各标记的含义为：
第一表面镀纯银铜粒子1、第一焊片2、第一钼片3、第二焊片4、片状GPP芯片5、第三焊片6、第二钼片7、第四焊片8和第二表面镀纯银铜粒子9。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的描述。
图1示出了本发明所述片状硅粒子整流二极管的生产方法的实现流程图。如图1所示，所述片状硅粒子整流二极管的生产方法包括下述步骤:
步骤一：选取N-型111面芯片进行扩散工序制得PN结芯片；
步骤二：把所述PN结芯片制作成为片状GPP芯片；
步骤三：把所述片状GPP芯片封装制造成片状硅粒子整流二极管。
本发明所述片状硅粒子整流二极管的生产方法中，所述步骤一具体为：选取N-型111面芯片，先把乳胶源配制含磷液体的磷源涂覆在所述N-型111面芯片的一面上送入扩散炉进行扩散获得N+层，然后把乳胶源配制含硼元素液体的硼源涂覆在所述N-型111面芯片的另一面上送入扩散炉进行两次扩散，第一次扩散获得P-层，第二次扩散获得P+层，从而制的结构为N+N-P-P+四层结构的PN结芯片。
本发明所述片状硅粒子整流二极管的生产方法中，所述步骤二具体为：对所述PN结芯片通过光刻工艺、BOE沟槽刻蚀、RCA清洗和玻璃钝化步骤后得到圆形GPP芯片，对所述圆形GPP芯片切割后得到所述片状GPP芯片5，其中，所述玻璃钝化采用的方法为SIPOS工艺，从而使得圆形GPP芯片表面没有尖端电场区域，从而不会产生尖峰电场使得芯片被击穿，从而对芯片起到了一定的保护作用。
本发明所述片状硅粒子整流二极管的生产方法中，所述步骤三具体包括组焊步骤、涂覆保护胶步骤、一次固化步骤、去胶步骤、二次固化步骤和测试步骤。其中，在所述组焊步骤中，通过吸盘把第一表面镀纯银铜粒子1、第一焊片2、第一钼片3、第二焊片4、片状GPP芯片5、第三焊片6、第二钼片7、第四焊片8、第二表面镀纯银铜粒子9依次组装在焊接盘上固定好，放入真空烧结炉烧结，待其自然冷却后取出即组焊完成。图2示出了本发明所述片状硅粒子整流二极管未封装前的结构示意图，如图2所示，把所述第一表面镀纯银铜粒子1放置在最上面，下面紧挨着第一焊片2、第一钼片3、硅橡胶保护层10、第二焊片4、片状GPP芯片5、第三焊片6、第二钼片7、第四焊片8、第二表面镀纯银铜粒子9，通过这样的顺序放置好，通过吸盘把第一表面镀纯银铜粒子1、第一焊片2、第一钼片3、第二焊片4、片状GPP芯片5、第三焊片6、第二钼片7、第四焊片8、第二表面镀纯银铜粒子9组装在依次组装在焊接盘上固定好，放入真空烧结炉烧结，待其自然冷却后取出即组焊完成为图3所示，即为本发明所述片状硅粒子整流二极管封装后的结构示意图，在真空烧结炉烧结的方法为一次抽真空，打开纯氮气排气,二次抽真空，打开纯氮气排气，排气完成后此时开启加热，加热温度设定到保证峰值温度为380±2度即可，烧结40分钟。采用真空焊接大大提高了片状GPP芯片5的有效载流面积，并进一步提高了所述片状硅粒子整流二极管的耐受电流和功率。
本发明所述片状硅粒子整流二极管的生产方法中，在所述涂覆保护胶步骤中，把所述组焊步骤中组焊好的片状硅粒子整流二极管的大面用高温胶带粘住，然后把所述片状硅粒子整流二极管装填在上胶板，其中，所述片状硅粒子整流二极管的小面朝上，然后在所述片状硅粒子整流二极管的小面上放置液体硅橡胶，然后使用塑料片刮擦液体硅橡胶从而使得液体硅橡胶能均匀的填入所述片状硅粒子整流二极管的缝隙中，再使用干净的试纸擦拭掉所述片状硅粒子整流二极管的小面上多余的液体硅橡胶，从而得到涂覆好保护胶的片状硅粒子整流二极管。
本发明所述片状硅粒子整流二极管的生产方法中，在所述一次固化步骤中，把所述涂覆保护胶步骤中得到的涂覆好保护胶的片状硅粒子整流二极管放入真空箱里抽真空，然后放入洁净烘箱里进行烘烤，进行一次固化。
本发明所述片状硅粒子整流二极管的生产方法中，在所述去胶步骤中，擦拭一次固化步骤完成后的片状硅粒子整流二极管的小面上的硅橡胶擦拭干净。
本发明所述片状硅粒子整流二极管的生产方法中，在所述二次固化步骤中，把去胶步骤中完成后的片状硅粒子整流二极管再次放入洁净烘箱里进行烘烤，进行二次固化。
本发明所述片状硅粒子整流二极管的生产方法中，在所述测试步骤中，把二次固化步骤完成后的片状硅粒子整流二极管在测试机上进行测试，挑选出合格的产品。
本发明所述片状硅粒子整流二极管的生产方法不会产生尖端电场区域，从而不会产生尖峰电场使得芯片被击穿，从而对芯片起到了一定的保护作用，并提高了芯片的有效载流面积和耐受电流强度。
应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
Claims (8)
1.一种片状硅粒子整流二极管的生产方法，包括下述步骤：
步骤一：选取N-型111面芯片进行扩散工序制得PN结芯片；
步骤二：把所述PN结芯片制作成为片状GPP芯片；
步骤三：把所述片状GPP芯片封装制造成片状硅粒子整流二极管。
2.根据权利要求1所述的片状硅粒子整流二极管的生产方法，其中，在所述步骤一中，先把乳胶源配制含磷液体的磷源涂覆在所述N-型111面芯片的一面上送入扩散炉进行扩散获得N+层，然后把乳胶源配制含硼元素液体的硼源涂覆在所述N-型111面芯片的另一面上送入扩散炉进行两次扩散，第一次扩散获得P-层，第二次扩散获得P+层，从而制的结构为N+N-P-P+四层结构的PN结芯片。
3.根据权利要求1所述的片状硅粒子整流二极管的生产方法，其中，在所述步骤二中，对所述PN结芯片通过光刻工艺、BOE沟槽刻蚀、RCA清洗和玻璃钝化步骤后得到圆形GPP芯片，对所述圆形GPP芯片切割后得到所述片状GPP芯片(5)。
4.根据权利要求1所述的片状硅粒子整流二极管的生产方法，其中，所述步骤三具体包括组焊步骤、涂覆保护胶步骤、一次固化步骤、去胶步骤、二次固化步骤和测试步骤。
5.根据权利要求4所述的片状硅粒子整流二极管的生产方法，其中，在所述组焊步骤中，通过吸盘把第一表面镀纯银铜粒子(1)、第一焊片(2)、第一钼片(3)、第二焊片(4)、片状GPP芯片(5)、第三焊片(6)、第二钼片(7)、第四焊片(8)、第二表面镀纯银铜粒子(9)依次组装在焊接盘上固定好，放入真空烧结炉烧结，待其自然冷却后取出即组焊完成。
6.根据权利要求4所述的片状硅粒子整流二极管的生产方法，其中，在所述涂覆保护胶步骤中，把所述组焊步骤中组焊好的片状硅粒子整流二极管的大面用高温胶带粘住，然后把所述片状硅粒子整流二极管装填在上胶板，其中，所述片状硅粒子整流二极管的小面朝上，然后在所述片状硅粒子整流二极管的小面上放置液体硅橡胶，然后使用塑料片刮擦液体硅橡胶从而使得液体硅橡胶能均匀的填入所述片状硅粒子整流二极管的缝隙中，再使用干净的试纸擦拭掉所述片状硅粒子整流二极管的小面上多余的液体硅橡胶，从而得到涂覆好保护胶的片状硅粒子整流二极管。
7.根据权利要求4所述的片状硅粒子整流二极管的生产方法，其中，在所述一次固化步骤中，把所述涂覆保护胶步骤中得到的涂覆好保护胶的片状硅粒子整流二极管放入真空箱里抽真空，然后放入洁净烘箱里进行烘烤，进行一次固化。
8.根据权利要求3所述的片状硅粒子整流二极管的生产方法，其中，所述玻璃钝化采用的方法为SIPOS工艺。
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