CN110112077A - 一种整流二极管管芯的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于半导体技术领域，提供了一种整流二极管管芯的生产工艺，包括如下步骤：对管芯进行预处理；对经所述预处理后的管芯进行脱水处理；对经所述脱水处理后的管芯进行第一次烘烤处理；在经所述第一次烘烤处理后的管芯的四周进行上绝缘胶处理；对经所述上绝缘胶处理后的管芯进行第二次烘烤处理；对经所述第二次烘烤处理后的管芯进行抛光处理；在抛光处理后的管芯表面镀金属层；对经所述镀金属层后的管芯进行氮气烘烤处理。本发明的整流二极管管芯的生产工艺，通过调整抛光处理和镀金属层的顺序，在抛光处理之后再镀金属层，可避免由于抛光处理力度过大带来的露铜露铁或镀层不合格的问题，还可避免由于抛光力度过小带来的可焊性差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种整流二极管管芯的生产工艺。
背景技术
整流管也就是二极管，一般通过的电流较大。利用二极管单向导电性，可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉动直流电。整流二极管通常由管芯、引线和包覆层构成，其中具有相应功能作用是管芯，确切地说是PN结。
授权公告号为CN106245048B的中国专利(黄铜管芯酸洗方法)公开了一种黄铜管芯酸洗方法，通过对黄铜管芯进行多次酸洗获得黄铜管芯的成品，包括如下步骤：第一次酸洗；第二次酸洗；碱洗；镀金属层；超声清洗；甩干处理；第一次烘烤；上胶；第二次烘烤；抛光处理。
但是，上述专利在实际应用过程中，在镀金属层之后进行抛光处理，容易损伤金属层，易出现露铜或露铁以及金属镀层不合格的现象，或者由于抛光力度不足而出现可焊性差的现象。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种整流二极管管芯的生产工艺，以保护金属层，并提高产品合格率及可焊性。
第一方面，本发明提供的整流二极管管芯的生产工艺，包括如下步骤：
步骤S1、对管芯进行预处理；
步骤S2、对经所述预处理后的管芯进行脱水处理；
步骤S3、对经所述脱水处理后的管芯进行第一次烘烤处理；
步骤S4、在经所述第一次烘烤处理后的管芯的四周进行上绝缘胶处理；
步骤S5、对经所述上绝缘胶处理后的管芯进行第二次烘烤处理；
步骤S6、对经所述第二次烘烤处理后的管芯进行抛光处理；
步骤S7、在抛光处理后的管芯表面镀金属层；
步骤S8、对经所述镀金属层后的管芯进行氮气烘烤处理。
可选地，所述步骤S8中，烘烤过程中维持氮气氛围，烘烤温度为150℃，烘烤时间为2h。
可选地，所述步骤S1中，所述预处理具体包括以下步骤：
步骤S11、对所述管芯进行第一次酸洗处理；
步骤S12、对所述第一次酸洗处理后的管芯进行第二次酸洗处理；
步骤S13、对所述第二次酸洗处理后的管芯进行碱洗。
可选地，所述步骤S11中还包括对第一次酸洗后的管芯进行第一次纯水冲洗的步骤；
所述步骤S12中还包括对第二次酸洗后的管芯进行第二次纯水冲洗的步骤；
所述步骤S13中还包括对碱洗后的管芯进行第三次纯水冲洗的步骤。
可选地，所述步骤S1中的预处理还包括：
S14、超声清洗步骤。
可选地，所述步骤S7中，所述金属层为镀镍层或镀锡层，所述金属层厚度为3-10μm。
可选地，所述管芯为黄铜管芯或紫铜管芯或铁管芯。
第二方面，本发明提供的如所述的整流二极管管芯的生产工艺制备的整流二极管管芯。
本发明的有益效果：
1.本发明的整流二极管管芯的生产工艺，通过调整抛光处理和镀金属层的顺序，在抛光处理之后再镀金属层，可避免由于抛光处理力度过大带来的露铜露铁或镀层不合格的问题，还可避免由于抛光力度过小带来的可焊性差的问题。
2.本发明通过在上绝缘胶处理之后再进行镀金属层处理，经绝缘胶包裹后可保证PN结的洁净度，同时由于绝缘胶的吸水率较低，在产品周转过程中降低了各个环节尤其是镀金属层这一环节对PN结的污染，进一步降低产品的漏电流。
3.本发明通过在镀金属层之后增加了氮气烘烤，可去除产品表面残留的电镀液，烘烤过程中维持氮气氛围，可避免产品在烘烤过程中，金属镀层被氧化。
4.本发明的生产工艺制备的整流二极管管芯，材料反向特性和高温特性均较好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1示出了本发明第一实施例所提供的整流二极管管芯的生产工艺的工艺流程图；
图2a是对比例1的整流二极管管芯的常温VB的过程能力测试曲线；
图2b是实施例1的整流二极管管芯的常温VB的过程能力测试曲线。
图3a是对比例1的整流二极管管芯的常温IR的过程能力测试曲线；
图3b是实施例1的整流二极管管芯的常温IR的过程能力测试曲线。
图4a是对比例1的整流二极管管芯的常温DVR的过程能力测试曲线；
图4b是实施例1的整流二极管管芯的常温DVR的过程能力测试曲线。
图5a是对比例1的整流二极管管芯的高温IR的过程能力测试曲线；
图5b是实施例1的整流二极管管芯的高温IR的过程能力测试曲线。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
图1示出了本发明第一实施例所提供的整流二极管管芯的生产工艺的工艺流程图。参见图1，本发明第一实施例提供了一种整流二极管管芯的生产工艺，包括按以下顺序进行的所有步骤：
步骤S1、对管芯进行预处理。
预处理的步骤包括多次的酸洗或碱洗以及纯水清洗，具体包括以下步骤：
步骤S11、采用第一酸液对所述管芯进行第一次酸洗处理，第一次酸洗处理可去除管芯表面的杂质及氧化膜，以使得管芯重新获得电性。
所述第一酸液为混合酸，所述第一酸液包括如下体积份组分：质量分数为69％-71％的硝酸8-9份、质量分数为49％-50％的氢氟酸8-9份、质量分数为99.6％-99.8％的醋酸11-12份和质量分数为97％-98％的硫酸4-5份；
第一次酸洗处理在如下的工艺条件中进行：温度为20℃-26℃，时间为200s-270s。
第一次酸洗处理之后，采用纯水对所述第一次酸洗处理后的管芯进行第一次纯水冲洗，以去除所述第一次酸洗处理后的管芯上的第一酸液。
所述第一次纯水冲洗是采用水电阻率至少为10MΩ·cm的纯水冲洗两次。
步骤S12、采用第二酸液对所述第一次酸洗处理后的管芯进行第二次酸洗处理，以使得所述第一次酸洗处理后的管芯表面产生保护膜并去除杂质。
所述第二酸液包括如下体积份的组份：质量分数为85％的磷酸1-1.5份、质量分数为35％的过氧化氢1-1.5份和水2-2.5份；
第二次酸洗处理在如下的工艺条件中进行：时间为40s-60s。
第二次酸洗处理之后，采用纯水对所述第二次酸洗后的管芯进行第二次纯水冲洗，以去除所述第二次酸洗处理后的管芯上的第二酸液。
所述第二次纯水冲洗是采用水电阻率至少为10MΩ·cm的纯水冲洗两次。
步骤S13、采用碱液对所述第二次酸洗处理后的管芯进行碱洗，以络合所述第二次酸洗后的管芯表面的杂质并使之形成水溶性络合物。
碱液由氨水与水按照体积比1-1.5:4-4.5混合得到的。
碱洗处理之后，采用纯水对所述碱洗后的管芯进行第三次纯水冲洗，以去除所述碱洗后的管芯上的碱液，同时还可以使管芯表面残留的其他有机杂质和松香去除。
所述第三次纯水冲洗具体操作如下：首先使用常温的水电阻率至少为10MΩ·cm的纯水冲洗一次，再使用温度为60℃-80℃的水电阻率至少为10MΩ·cm的纯水冲洗一次。其中，第一次纯水冲洗可以将管芯表面的氨水冲洗掉，第二次冲洗可以进一步将管芯上残余的氨水及络合物清洗掉。
S14、超声清洗步骤。对经过第三次纯水冲洗的管芯进行超声清洗，以去除管芯表面残留的杂质。
所述超声清洗是使用水电阻率至少为10MΩ·cm的纯水利用超声波清洗三次，每次超声清洗的时间为6min-15min。
步骤S2、对经所述预处理后的管芯进行脱水处理。
使用甩干机对所述超声清洗后的管芯进行脱水处理以去除其表面的水分。
所述脱水时间为60s-100s。使用甩干机可以直接将黄铜管芯上的水分去除，节省后续烘烤的时间。
步骤S3、对经所述脱水处理后的管芯进行第一次烘烤处理。
对所述脱水处理后的管芯进行第一次烘烤处理以进一步去除水分。去除管芯上的水分可以保证黄铜管芯的电性。
所述第一次烘烤在如下的工艺条件中进行：烘烤温度为100℃-150℃，时间为1h-2h。
步骤S4、在经所述第一次烘烤处理后的管芯的四周进行上绝缘胶处理。在管芯的四周上胶可以使管芯得到有效保护。
步骤S5、对经所述上绝缘胶处理后的管芯进行第二次烘烤处理，以使得其表面的绝缘胶固化。
所述第二次烘烤在如下的工艺条件中进行：烘烤温度为100℃-200℃，时间为5h-10h。
步骤S6、对经所述第二次烘烤处理后的管芯进行抛光处理。
抛光是为了去除黄铜管芯表面的氧化物，提高黄铜管芯的可焊接性。
步骤S7、在抛光处理后的管芯表面镀金属层。
所述金属层为不易氧化且可焊性较好的金属层。所述金属层可以采用电镀或化学镀的方法镀到管芯表面。所述金属层为镀镍层或镀锡层，所述金属层厚度为3-10μm。
步骤S8、对经所述镀金属层后的管芯进行氮气烘烤处理。
烘烤过程中维持氮气氛围，烘烤温度为150℃，烘烤时间为2h。
在镀金属层之后增加了氮气烘烤，可去除产品表面残留的电镀液，烘烤过程中维持氮气氛围，可避免产品在烘烤过程中，金属镀层被氧化。
其中，所述管芯为黄铜管芯或紫铜管芯或铁管芯。
本发明实施例的整流二极管管芯的生产工艺，通过调整抛光处理和镀金属层的顺序，在抛光处理之后再镀金属层，可避免由于抛光处理力度过大带来的露铜露铁或镀层不合格的问题，还可避免由于抛光力度过小带来的可焊性差的问题。
本发明第二实施例提供了如所述的整流二极管管芯的生产工艺制备的整流二极管管芯，由第一实施例的所有步骤制成。
本申请还提供了以下几个实施例和对比例，需要说明的是，本申请所有实施例中的步骤都是按照所列步骤顺序进行的。
实施例1
选用黄铜管芯，进行以下处理。
1、第一次酸洗处理，温度为20℃，时间为270s；
第一酸液包括如下体积份组分：质量分数为69％的硝酸8份、质量分数为50％的氢氟酸8份、质量分数为99.6％的醋酸11份和质量分数为98％的硫酸4份；
第一次纯水冲洗；
2、第二次酸洗处理，常温，时间为40s；
第二酸液包括如下体积份的组份：质量分数为85％的磷酸1份、质量分数为35％的过氧化氢1份和水2份；
第二次纯水冲洗；
3、碱洗；
碱液由氨水与水按照体积比1:4.5混合得到；
第三次纯水冲洗；
4、超声清洗步骤；
超声时间为6min；
5、脱水处理；
脱水时间为100s；
6、第一次烘烤处理；
烘烤温度为100℃，时间为2h；
7、上绝缘胶处理；
8、第二次烘烤处理；
烘烤温度为100℃，时间为10h；
9、抛光处理；
10、镀金属层；
11、氮气烘烤处理；
烘烤温度为150℃，烘烤时间为2h。
实施例2
选用紫铜管芯，进行以下处理。
1、第一次酸洗处理，温度为25℃，时间为250s；
第一酸液包括如下体积份组分：质量分数为71％的硝酸9份、质量分数为50％的氢氟酸9份、质量分数为99.8％的醋酸12份和质量分数为97％的硫酸5份；
第一次纯水冲洗；
2、第二次酸洗处理，常温，时间为50s；
第二酸液包括如下体积份的组份：质量分数为85％的磷酸1.5份、质量分数为35％的过氧化氢1.5份和水2份；
第二次纯水冲洗；
3、碱洗；
碱液由氨水与水按照体积比1.5:4混合得到；
第三次纯水冲洗；
4、超声清洗步骤；
超声时间为10min；
5、脱水处理；
脱水时间为80s；
6、第一次烘烤处理；
烘烤温度为120℃，时间为1.5h；
7、上绝缘胶处理；
8、第二次烘烤处理；
烘烤温度为150℃，时间为8h；
9、抛光处理；
10、镀金属层；
11、氮气烘烤处理；
烘烤温度为150℃，烘烤时间为2h。
实施例3
选用铁管芯，进行以下处理。
1、第一次酸洗处理，温度为26℃，时间为200s；
第一酸液包括如下体积份组分：质量分数为70％的硝酸8份、质量分数为49％的氢氟酸9份、质量分数为99.8％的醋酸12份和质量分数为98％的硫酸4份；
第一次纯水冲洗；
2、第二次酸洗处理，常温，时间为60s；
第二酸液包括如下体积份的组份：质量分数为85％的磷酸1份、质量分数为35％的过氧化氢1.5份和水2.5份；
第二次纯水冲洗；
3、碱洗；
碱液由氨水与水按照体积比1:3混合得到；
第三次纯水冲洗；
4、超声清洗步骤；
超声时间为15min；
5、脱水处理；
脱水时间为60s；
6、第一次烘烤处理；
烘烤温度为150℃，时间为1h；
7、上绝缘胶处理；
8、第二次烘烤处理；
烘烤温度为200℃，时间为5h；
9、抛光处理；
10、镀金属层；
11、氮气烘烤处理；
烘烤温度为150℃，烘烤时间为2h。
对比例1
选用黄铜管芯，进行以下处理。
1、第一次酸洗处理，温度为20℃，时间为270s；
第一酸液包括如下体积份组分：质量分数为69％的硝酸8份、质量分数为50％的氢氟酸8份、质量分数为99.6％的醋酸11份和质量分数为98％的硫酸4份；
第一次纯水冲洗；
2、第二次酸洗处理，常温，时间为40s；
第二酸液包括如下体积份的组份：质量分数为85％的磷酸1份、质量分数为35％的过氧化氢1份和水2份；
第二次纯水冲洗；
3、碱洗；
碱液由氨水与水按照体积比1:4.5混合得到；
第三次纯水冲洗；
4、镀金属层；
5、超声清洗步骤；
超声时间为6min；
6、脱水处理；
脱水时间为100s；
7、第一次烘烤处理；
烘烤温度为100℃，时间为2h；
8、上绝缘胶处理；
9、第二次烘烤处理；
烘烤温度为100℃，时间为10h；
10、抛光处理。
为了验证本申请的整流二极管管芯的生产工艺所取得的有益效果，将本申请实施例1和对比例1制备的整流二极管管芯分别进行电性能测试和高温性能测试。实施例1和对比例1各取350个整流二极管管芯作为测试样品。主要测试内容为VB(反向峰值击穿电压)、IR(反向漏电流)和DVR(反向电压差)，其中，反向电压差是指用不同的时间、反向电流测试产品的反向电压，二者相减所得的绝对值，数值越小表示材料的特性越好。
图2a是对比例1的整流二极管管芯的常温VB的过程能力测试曲线。其中，样本均值1298.97，标准差(整体)41.5097，标准差(组内)30.2156；整体能力Pp5.42，PPL4.41，PPU6.43，Ppk4.41；组内能力Cp7.45，CPL6.06，CPU8.84，Cpk6.06。
图2b是实施例1的整流二极管管芯的常温VB的过程能力测试曲线。其中，样本均值1316.13，标准差(整体)27.9076，标准差(组内)23.7394；整体能力Pp8.06，PPL6.76，PPU9.36，Ppk6.76；组内能力Cp9.48，CPL7.95，CPU11.01，Cpk7.95。
图3a是对比例1的整流二极管管芯的常温IR的过程能力测试曲线。其中，样本均值0.134599，标准差(整体)0.0943642，标准差(组内)0.046711；整体能力PPU3.06，Ppk3.06；组内能力CPU6.18，Cpk6.18。
图3b是实施例1的整流二极管管芯的常温IR的过程能力测试曲线。其中，样本均值0.0597471，标准差(整体)0.0307354，标准差(组内)0.0266529；整体能力PPU10.20，Ppk10.20；组内能力CPU11.76，Cpk11.76。
图4a是对比例1的整流二极管管芯的常温DVR的过程能力测试曲线。其中，样本均值7.73333，标准差(整体)5.61109，标准差(组内)4.8987；整体能力PPU2.51，Ppk2.51；组内能力CPU2.88，Cpk2.88。
图4b是实施例1的整流二极管管芯的常温DVR的过程能力测试曲线。其中，样本均值2.76642，标准差(整体)2.61059，标准差(组内)2.42135；整体能力PPU6.03，Ppk6.03；组内能力CPU6.50，Cpk6.50。
图5a是对比例1的整流二极管管芯的高温IR的过程能力测试曲线。其中，样本均值21.1097，标准差(整体)11.2034，标准差(组内)10.1966；整体能力PPU0.86，Ppk0.86；组内能力CPU0.94，Cpk0.94。
图5b是实施例1的整流二极管管芯的高温IR的过程能力测试曲线。其中，样本均值7.16725，标准差(整体)5.97591，标准差(组内)3.99906；整体能力PPU2.39，Ppk2.39；组内能力CPU3.57，Cpk3.57。
由以上图2a～图5b，可以看出，实施例1的标准差(整体)和标准差(组内)均小于对比例1的标准差(整体)和标准差(组内)，实施例1的整流二极管管芯在在材料反向特性和高温特性方面均优于对比例1的整流二极管管芯。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的数值并不限制本发明的范围。在这里示出和描述的所有示例中，除非另有规定，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (8)
1.一种整流二极管管芯的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、对管芯进行预处理；
步骤S2、对经所述预处理后的管芯进行脱水处理；
步骤S3、对经所述脱水处理后的管芯进行第一次烘烤处理；
步骤S4、在经所述第一次烘烤处理后的管芯的四周进行上绝缘胶处理；
步骤S5、对经所述上绝缘胶处理后的管芯进行第二次烘烤处理；
步骤S6、对经所述第二次烘烤处理后的管芯进行抛光处理；
步骤S7、在抛光处理后的管芯表面镀金属层；
步骤S8、对经所述镀金属层后的管芯进行氮气烘烤处理。
2.根据权利要求1所述的整流二极管管芯的生产工艺，其特征在于，所述步骤S8中，烘烤过程中维持氮气氛围，烘烤温度为150℃，烘烤时间为2h。
3.根据权利要求1所述的整流二极管管芯的生产工艺，其特征在于，所述步骤S1中，所述预处理具体包括以下步骤：
步骤S11、对所述管芯进行第一次酸洗处理；
步骤S12、对所述第一次酸洗处理后的管芯进行第二次酸洗处理；
步骤S13、对所述第二次酸洗处理后的管芯进行碱洗。
4.根据权利要求3所述的整流二极管管芯的生产工艺，其特征在于，所述步骤S11中还包括对第一次酸洗后的管芯进行第一次纯水冲洗的步骤；
所述步骤S12中还包括对第二次酸洗后的管芯进行第二次纯水冲洗的步骤；
所述步骤S13中还包括对碱洗后的管芯进行第三次纯水冲洗的步骤。
5.根据权利要求3所述的整流二极管管芯的生产工艺，其特征在于，所述步骤S1中的预处理还包括：
S14、超声清洗步骤。
6.根据权利要求1所述的整流二极管管芯的生产工艺，其特征在于，所述步骤S7中，所述金属层为镀镍层或镀锡层，所述金属层厚度为3-10μm。
7.根据权利要求1所述的整流二极管管芯的生产工艺，其特征在于，所述管芯为黄铜管芯或紫铜管芯或铁管芯。
8.如权利要求1-7中任一项所述的整流二极管管芯的生产工艺制备的整流二极管管芯。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110600375A (zh) * | 2019-09-16 | 2019-12-20 | 大同新成新材料股份有限公司 | 一种半导体元件制造方法 |
| CN111739789A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-10-02 | 安徽安美半导体有限公司 | 一种二极管的返工清洗工艺 |
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| WO2001052330A1 (en) * | 2000-01-10 | 2001-07-19 | Chan Tsung Wen | An led in the shape of cup with a curved surface and planar bottom |
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2019
- 2019-05-15 CN CN201910404923.6A patent/CN110112077A/zh active Pending
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