CN1166006C - 一种整流元件的结构及其制法 - Google Patents

Abstract

一种整流元件的结构及其制法，于真空中在硅片表面镀上金属膜，切割成芯片，再于镀有金属膜的端面贴附金属钼片，并进行钎焊处理，金属膜熔融渗入芯片及金属钼片表面结合成一体，进行蚀刻，再将玻璃浆填入芯片周缘，进行烧结，令玻璃被覆在芯片周缘，即成本发明的整流元件，优点是：在该二金属钼片的另一侧面镀上导电金属层可直接装至电子线路上，亦可焊接导线与电子线路连接；可承受大功率的电流。

Description

一种整流元件的结构及其制法

技术领域

本发明涉及一种整流元件的结构及其制法。

背景技术

一般市面上常见的整流元件10，参阅图1所示，其基本结构包含一硅芯片17，该硅芯片17的二端面是通过由焊片14分别焊接有一金属铜13，该金属铜13的另一侧面则利用焊片12，分别焊接一导线11，使通过该导线11与其它电子线路相连接。在该种常见的整流元件10的制作过程中，当该硅芯片17与金属铜13结合成一体后，需对该硅芯片17进行蚀刻处理，待完成蚀刻处理后，再于该硅芯片17及金属铜13周缘被覆一绝缘胶体15，即制成一般的整流元件。

市售的另一种现用的整流元件20，参阅图2所示，亦是通过由焊片24，于其硅芯片27的二端面上分别焊接一金属铜23，当该硅芯片27与金属铜23结合成一体后，需对该硅芯片27进行蚀刻处理，待完成蚀刻处理后，再于该金属铜23的另一侧面分别利用焊片22，令其一端焊接固定至一固定座29的凹槽291中，并令其另端焊接一导线21，以与其它电子线路相连接，而后再于该凹槽291中封入树脂25，即完成该整流元件20的制作。该种现用的整流元件20主要是通过该固定座29上所设的一螺栓292，将其安装定位于一散热座或散热片(图中未示)，使在其作为大功率输入电流的整流元件时，可将所产生的热能，通过该固定座29传导至散热座或散热片上。

由前述现用的整流元件可知，该等现用整流元件均是利用焊片，将硅芯片及金属铜焊接成一体，或将该金属铜与导线焊接在一起，由于一般焊片的熔点温度，均仅为约摄氏320度左右，故若该等现用整流元件被作为高功率输入电流的整流元件，或被使用于汽车引擎室或锅炉机房等高温环境的电子系统时，极易因所产生的高热或长期暴露在高温环境中，而导致该等整流元件损坏。此外，在该等整流元件的制程中，当硅芯片完成蚀刻处理后，仅是以树脂或其它胶体，进行封装，由于树脂或胶体的耐热温度不高，故当其被用作高功率输入电流的整流元件，或被使用于高温环境时，极易因高热而受损，致相关的电子设备无法正常运作，严重影响电子设备的使用寿命及品质，并造成维修保养上的诸多困扰。

发明内容

本发明的一目的是提供一种具备作为表面安装(surface mounting)型片式元件特性的一种整流元件的结构及其制法。

本发明的另一目的是提供一种可承受较大的工作温度的一种整流元件的结构及其制法。

本发明的又一目的是提供一种确保其作为高功率输入电流的整流元件，或长期在高温环境下使用寿命的一种整流元件的结构及其制法。

本发明的上述目的是由如下技术方案来实现的。

一种整流元件的结构，包括一硅芯片，其特征在于：

该硅芯片的二端面上是分别镀有一金属膜；

二金属钼片，该金属钼片的大小等于该硅晶粒芯片，且分别贴附在该硅芯片上镀有金属膜的二端面位置，该金属膜是通过钎焊处理，令其熔融渗入该芯片及金属钼片的表面，令二者结合成一体：

一玻璃层，该玻璃层是通过烧结处理，披覆在该芯片周缘。

除上述必要技术特征外，在具体实施过程中，还可补充如下技术内容：

其中该等金属钼片上未与该芯片相连接的表面，镀有一导电金属层。

其中该芯片及金属钼片的周缘封装有树脂，且该二金属钼片上未与该芯片相连接的另侧表面，镀上一导电金属层。

其中该导电金属层上焊接一导线。

本发明所提供的一种整流元件的制法，其特征包括下列步骤：

首先，于真空中在一硅片的二侧表面，分别镀上一金属膜，再依所需的规格，将该硅片切割成一定大小的芯片；

再于该芯片上镀有金属膜的二端面位置，分别贴附一大小相当的金属钼片，并利用钎焊技术，对该金属膜进行钎焊处理，令其熔融渗入该芯片及金属钼片的表面，使二者结合成一体；

而后，再对该芯片进行蚀刻处理，待完成蚀刻处理后；

将由玻璃粉及胶液均匀调制混合而成的玻璃浆，填入该二金属钼片间的芯片周缘，并对其进行烧结处理，使完成烧结的玻璃恰可披覆在该芯片周缘。

该整流元件的制法，除上述必要技术特征外，在具体实施过程中，还可补充如下技术内容：

其中在完成玻璃烧结后，可在该二金属钼片上未与该芯片相连接的表面，镀上一导电金属层。

其中在完成玻璃烧结后，可先将该整流元件置于一模具中，对其进行封装，令封装树脂恰披覆在该芯片及金属钼片的周缘，再对该二金属钼片上未与该芯片相连接的另侧表面，镀上一导电金属层。

其中可在该导电金属层上焊接一导线。

本发明的优点在于：

本发明所提供的整流元件可承受大功率电流，并可承受较大的工作温度，可确保长期在高温环境下的使用寿命；并具备作为表面安装(surfacemounting)型元件的特性。

为能更具体且清楚地表达本发明的设计理念、结构特征及制造程序，兹列举数个可行的实施例，并配合附图，详细说明如下：

附图说明

图1是一现用整流元件的剖面示意图；

图2是另一现用整流元件的剖面示意图；

图3是本发明的整流元件的一较佳实施例的剖面示意图；

图4是本发明中对芯片周缘填入玻璃浆的装置的剖面示意图；

图5是本发明的整流元件的另一较佳实施例的剖面示意图；

图6是本发明的整流元件的又一较佳实施例的剖面示意图。

具体实施方式

本发明是一种整流元件的结构及其制法，请参阅图3、5、6所示，主要是先于真空中在一硅片的二侧表面，镀上一金属膜34(如：铝)，再依所需的规格，将该硅片切割成一定大小的芯片37，然后再于该芯片37上镀有金属膜34的二端面位置，分别贴附一大小相当的金属钼片33，并利用钎焊技术(brazing)，对该金属膜34进行钎焊处理，令其熔融渗入该芯片37及金属钼片33的表面，使二者结合成一体，而后再对该芯片37进行蚀刻处理，待完成蚀刻处理后，再将由玻璃粉及胶液均匀调制混合而成的玻璃浆，填入该二金属钼片33间的芯片37周缘，并对其进行烧结处理，使完成烧结的玻璃35恰可按覆在该芯片37周缘，形成本发明所称的整流元件30。

在本发明的一最佳实施例中，复参阅图3所示，当完成玻璃烧结，令该玻璃35被覆在该芯片37周缘后，可分别在该二金属钼片33上未与该芯片37相连接的表面，镀上一导电金属层32(如：镍及金等)，使通过该等导电金属层32上较佳的焊接及导电特性，令该整流元件30可依实际需要，以表面安装方式，被直接安装至相关的电子线路上。

本发明的该整流元件30的制造程序，主要可细分为下列步骤：

(a)芯片制作：

首先，将制作完成的一硅片，置入一真空室中，利用蒸镀或溅镀方式，于该硅片的二侧表面，镀上一铝质金属膜34，然后，再依所需的规格，将该硅片切割成多个大小相同的芯片37。

(B)钎焊处理：

其次，分别于各该芯片37上镀有金属膜34的二端面位置，分别贴附一大小相当的金属钼片33，并利用钎焊技术(brazing)，在约摄氏720度的作业环境下，对该金属膜34进行钎焊处理，令其熔融渗入该芯片37及金属钼片33表面，并使该芯片37与金属钼片33接合成一体。

(c)蚀刻处理：

再对该芯片37进行蚀刻处理，待完成蚀刻处理后，再予以清洗，并予烘乾。

(d)玻璃烧结：

然后，再将由玻璃粉及胶液均匀调制混合而成的玻璃浆，逐一填入该二金属钼片33间的芯片37周缘，并对其进行烧结处理，使完成烧结后，令该玻璃35恰可被覆在该芯片37周缘。

本发明在将玻璃浆填入该二金属钼片33间的芯片37周缘时，是利用一填装机60，参阅图4所示，将该芯片37与金属钼片33接合成一体的半成品38，通过一震动送料机(图中未示)，逐一送入填装槽62中，当堆叠中的该半成品38移动至填装位置时，该填装位置一侧的抽真空管61，将对该芯片37周缘进行抽真空处理，同时，另侧的填装活塞64则将送料管63中的玻璃浆351，挤入该芯片37周缘的空间，待完成玻璃浆351的填装，再利用下方的推杆55将其逐一推出，继续对其进行烧结处理。

(e)导电金属层电镀：

最后，分别在该二金属钼片33上未与该芯片37相连接的表面，镀上一导电金属层32，即制成本发明的整流元件30。

在本发明制程的另一实施例中，可在完成玻璃烧结后，先将整流元件的半成品置于一模具中，对其进行封装，令封装树脂40恰披覆在该芯片37及金属钼片33的周缘，最后，再对该二金属钼片33上未与该芯片37相连接的另侧表面，镀上一导电金属层32，即制成该整流元件30，请参阅图5所示，并令该整流元件30可通过该等导电金属层32，以表面安装方式，直接安装于相关的电子线路上。

在本发明的又一实施例中，请参阅图6所示，该整流元件30可视实际需要，于该等导电金属层32上分别焊接一导线41，以与其它电子线路相连接，或令其中的导电金属层32被焊接固定至一散热固定座的凹槽中(图中未示)。

由于，本发明的该整流元件30可通过该等导电金属层32，以表面安装方式，直接安装于相关的电子线路上，完全不需任何传统的导线，故不仅可大幅节省传统导线接脚所占用的空间，令其体积更为精巧，且可有效降低储存及运输所需材积，减少其在印刷线路板上所占用的空间，令其于搬运及安装过程中无导线接脚发生变形的问题，令自动化安装机具在进行定位组装时，更精准迅速，大幅提升印刷线路板上电子零件的组装效率及品质。此外，由于在本发明的该整流元件30中，该芯片37与金属钼片33是利用钎焊处理技术，令其间的金属膜34，熔融渗入其表面，令二者结合成一体，且该芯片37周缘，是通过烧结处理，令玻璃披覆其上，故可确保其能作为高功率输入电流的整流元件，承受较大的工作温度，并有效提升长期使用于高温环境下的寿命。

Claims (8)

1、一种整流元件的结构，包括一硅芯片，其特征在于：

该硅芯片的二端面上分别镀有一金属膜；

二金属钼片，该金属钼片的大小等于该硅晶粒芯片，且分别贴附在该硅芯片上镀有金属膜的二端面位置，通过钎焊处理结合成一体；

一玻璃层，该玻璃层是通过烧结处理，披覆在该芯片周缘。

2、如权利要求1所述的一种整流元件的结构，其特征在于：其中该金属钼片上未与该芯片相连接的表面，镀有一导电金属层。

3、如权利要求1所述的一种整流元件的结构，其特征在于：其中该芯片及金属钼片的周缘封装有树脂，且该二金属钼片上未与该芯片相连接的另侧表面，镀上一导电金属层。

4、如权利要求2或3所述的一种整流元件的结构，其特征在于；其中该导电金属层上焊接一导线。

5、一种如权利要求1所述的整流元件的制法，其特征包括下列步骤：

首先，于真空中在一硅片的二侧表面，分别镀上一金属膜，再依所需的规格，将该硅片切割成一定大小的芯片；

再于该芯片上镀有金属膜的二端面位置，分别贴附一大小相当的金属钼片，并利用钎焊技术，对该金属膜进行钎焊处理，令其熔融渗入该芯片及金属钼片的表面，使二者结合成一体；

而后，再对该芯片进行蚀刻处理，待完成蚀刻处理后；

将由玻璃粉及胶液均匀调制混合而成的玻璃浆，填入该二金属钼片间的芯片周缘，并对其进行烧结处理，使完成烧结的玻璃恰可披覆在该芯片周缘。

6、如权利要求5所述的一种整流元件的制法，其特征在于：其中在完成玻璃烧结后，在该二金属钼片上未与该芯片相连接的表面，镀上一导电金属层。

7、如权利要求5所述的一种整流元件的制法，其特征在于：其中在完成玻璃烧结后，先将该整流元件置于一模具中，对其进行封装，令封装树脂恰披覆在该芯片及金属钼片的周缘，再对该二金属钼片上未与该芯片相连接的另侧表面，镀上一导电金属层。

8、如权利要求6或7所述的一种整流元件的制法，其特征在于：其中在该导电金属层上焊接一导线。

Images