TWI730623B - 功率二極體的製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種功率二極體的製造方法，包括(a) 提供功率二極體的半成品。功率二極體的半成品包括第一電極、第二電極、半導體晶片以及膠材。半導體晶片位於第一電極與第二電極之間。膠材位於第一電極上並圍繞半導體晶片。(b) 將功率二極體的半成品置入處理腔室中。(c) 調整處理腔室內的壓力至第一預定壓力，並維持第一預定壓力經過預定時間。(d) 調整處理腔室內的壓力至第二預定壓力。執行步驟(c)至步驟(d)至少二次，以形成功率二極體。(e) 將功率二極體移出處理腔室。

Description

功率二極體的製造方法
本發明是有關於一種半導體元件的製造方法，且特別是有關於一種功率二極體的製造方法。
一般而言，在現有功率二極體的製造過程中為了達到保護晶片的需求常會於晶片周圍進行點膠製程，然而，膠材在形成時往往會伴隨產生許多氣泡，而這些氣泡的存在可能會對功率二極體產生不良的影響，進而降低功率二極體的品質。因此，如何有效地去除膠材中的氣泡，進而提升功率二極體的品質實已成目前亟欲解決的課題。
本發明提供一種功率二極體的製造方法，其可以有效地去除膠材中的氣泡，進而提升功率二極體的品質，特別是應用於車用整流二極體的製程，以使功率二極體符合車規電子產品高信賴度的要求。
本發明的一種功率二極體的製造方法包括以下步驟。(a) 提供功率二極體的半成品。功率二極體的半成品包括第一電極、第二電極、半導體晶片以及膠材。半導體晶片位於第一電極與第二電極之間。膠材位於第一電極上並圍繞半導體晶片。(b) 將功率二極體的半成品置入處理腔室中。(c) 調整處理腔室內的壓力至第一預定壓力，並維持第一預定壓力經過預定時間。(d) 調整處理腔室內的壓力至第二預定壓力。執行步驟(c)至步驟(d)至少二次，以形成功率二極體。(e) 將功率二極體移出處理腔室。
在本發明的一實施例中，上述的至少二次為三次至五次。
基於上述，本發明藉由處理腔室內第一預定壓力與第二預定壓力之間的轉換可以使功率二極體的半成品的膠材中的氣泡的表面張力發生變化而達到消除氣泡的效果，且藉由執行調整處理腔室內的壓力至第一預定壓力，並維持第一預定壓力經過預定時間的步驟以及調整處理腔室內的壓力至第二預定壓力的步驟至少二次可以有效地去除膠材中的氣泡，進而提升功率二極體的品質。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
以下將參考圖式來全面地描述本發明的例示性實施例，但本發明還可按照多種不同形式來實施，且不應解釋為限於本文所述的實施例。在圖式中，為了清楚起見，各區域、部位及層的大小與厚度可不按實際比例繪製。為了方便理解，下述說明中相同的二極體將以相同之符號標示來說明。
除非另有明確說明，否則本文所述任何方法絕不意欲被解釋為要求按特定順序執行其步驟。
圖1為依照本發明的一實施例的一種功率二極體的製程步驟圖。所述功率二極體例如為車用整流二極體，特別是安裝於車用發電機上用於整流的壓裝式(Press-Fit)二極體。圖2A至圖2C是依照本發明的一實施例的一種功率二極體的製程各步驟的示意圖。
在本實施例中，功率二極體100的製造方法可以包括以下步驟。
請同時參照圖1與圖2A，首先，進行步驟S100，提供功率二極體的半成品1001，如圖2A所示。功率二極體的半成品1001包括第一電極110、第二電極120以及半導體晶片130，其中半導體晶片130位於第一電極110與第二電極120之間。第一電極110與第二電極120分別為功率二極體100的電極結構，並藉由焊接而與半導體晶片130組裝在一起達到彼此電性連接的狀態，並據以將流入的交流電藉由所述具有整流功能的半導體晶片130整流為直流電之後從功率二極體100輸出。
第一電極110例如是杯狀基座電極，其具有底面110a與環繞立設於底面110a的側牆結構112，因而形成所述杯狀輪廓。然而，本發明不限於此，功率二極體100的第一電極110可因產品需求設計為不同形式的基座電極，例如不具有側牆結構112，或是於底面110a上更包含一凸起基座以放置半導體晶片130。第二電極120例如是導線電極，其具有凸部122而凸部122可以是容置於底面110a與側牆結構112所形成的空間內。第一電極110與第二電極120的材料例如是銅、鋁或其組合，但本發明不限於此，第一電極110與第二電極120的材料可以是由其他適宜的導電材料所製成。
為了達到保護半導體晶片130的需求，功率二極體的半成品1001還包括膠材140，其中膠材140位於第一電極110上並圍繞半導體晶片130。舉例而言，膠材140可以是填充於側牆結構112與半導體晶片130之間的間隙。在一實施例中，膠材140可以是以封閉環狀的方式圍繞於半導體晶片130(未繪示)。膠材140的材料可以是聚醯亞胺，但本發明不限於此，膠材140的材料可以視實際設計需求而定。膠材140可以是利用點膠方式塗佈於半導體晶片130的周圍。在本實施例中，如圖2A所示，膠材140形成時可能伴隨產生氣泡B。
請同時參照圖1、圖2A以及圖2B，進行步驟S200，將功率二極體的半成品1001置入處理腔室10中。在此，處理腔室10是可以形成真空環境的腔室，以使功率二極體的半成品1001可以執行後續步驟而達到消除氣泡B的效果。接著，進行步驟S300，調整處理腔室10內的壓力至第一預定壓力。舉例而言，例如是降低處理腔室10內的壓力至第一預定壓力，以使處理腔室10內趨於真空環境。在一實施例中，第一預定壓力可以是小於260托耳(Torr)。較佳地，第一預定壓力可以是介於10托耳至260托耳之間。另一方面，需維持第一預定壓力經過預定時間，以使膠材140中的氣泡B的表面張力可以有較明顯的變化。在一實施例中，預定時間可以是大於30秒以上。
請參照圖1、圖2B以及圖2C，進行步驟S400，調整處理腔室10內的壓力至第二預定壓力，其中將功率二極體的半成品1001置入處理腔室10中之後可以為依序執行步驟S300至步驟S400。第一預定壓力可以是與第二預定壓力不同。在一實施例中，第一預定壓力可以是小於第二預定壓力。舉例而言，例如是將處理腔室10內的壓力由第一預定壓力升高至第二預定壓力，以使處理腔室10內由真空環境轉換至常壓環境。在一實施例中，第二預定壓力可以是760托耳。在本實施例中，藉由處理腔室10內第一預定壓力與第二預定壓力之間的轉換可以使功率二極體的半成品1001的膠材140中的氣泡B的表面張力發生變化而達到消除氣泡B的效果。
請繼續參照圖1、圖2B以及圖2C，可以執行步驟S300至步驟S400至少二次，以形成功率二極體100。接著，進行步驟S500，將功率二極體100移出處理腔室10。進一步而言，執行步驟S300至步驟S400至少二次例如是將功率二極體的半成品1001置入處理腔室10中之後先調整處理腔室10內的壓力至第一預定壓力，並維持第一預定壓力經過預定時間，再將處理腔室10內的壓力由第一預定壓力調整至第二預定壓力，接著，重複一次或多次前述步驟，即，將處理腔室10內的壓力由第二預定壓力調整至第一預定壓力，並維持第一預定壓力經過預定時間，再將處理腔室10內的壓力由第一預定壓力調整至第二預定壓力。在一實施例中，例如是執行步驟S300至步驟S400三次至五次可以達到較佳地消除氣泡B的效果。在一實施例中，將功率二極體100移出處理腔室10之後可以更包括進行烘烤製程。
藉由執行步驟S300至步驟S400至少二次可以有效地去除膠材140中的氣泡B，進而提升功率二極體100的品質。舉例而言，在一實施例中，執行步驟S300至步驟S400一次後，氣泡B在膠材140中的比例為4.98%，執行步驟S300至步驟S400至少二次後，氣泡B在膠材140中的比例可以降至0%。在另一實施例中，執行步驟S300至步驟S400一次後，氣泡B在膠材140中的比例為5.45%，執行步驟S300至步驟S400三次後，氣泡B在膠材140中的比例可以降至1.75%。因此，執行步驟S300至步驟S400至少二次可以有效地去除膠材140中的氣泡B，進而提升功率二極體100的品質。
應說明的是，本發明不限制處理腔室10中調整壓力的方式，可以經由適宜的方式去調整處理腔室10內的壓力，以達到所需的第一預定壓力與第二預定壓力，且本發明不限制第一預定壓力與第二預定壓力的大小以及執行步驟S300至步驟S400的次數，只要可以達到所需的消除氣泡的效果皆屬於本發明的保護範圍。
綜上所述，本發明藉由處理腔室內第一預定壓力與第二預定壓力之間的轉換可以使功率二極體的半成品的膠材中的氣泡的表面張力發生變化而達到消除氣泡的效果，且藉由執行調整處理腔室內的壓力至第一預定壓力，並維持第一預定壓力經過預定時間的步驟以及調整處理腔室內的壓力至第二預定壓力的步驟至少二次可以有效地去除膠材中的氣泡，進而提升功率二極體的品質。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10:處理腔室 100:功率二極體 1001:功率二極體的半成品 110:第一電極 110a:底面 112:側牆結構 120:第二電極 122:凸部 130:半導體晶片 140:膠材 B:氣泡 S100、S200、S300、S400、S500:步驟
圖1為依照本發明的一實施例的一種功率二極體的製程步驟圖。 圖2A至圖2C是依照本發明的一實施例的一種功率二極體的製程各步驟的示意圖。
S100、S200、S300、S400、S500:步驟

Claims (8)

  1. 一種功率二極體的製造方法，包括：(a)提供功率二極體的半成品，其中所述功率二極體的半成品包括：第一電極與第二電極；半導體晶片，位於所述第一電極與所述第二電極之間；以及膠材，位於所述第一電極上並圍繞所述半導體晶片；(b)將所述功率二極體的半成品置入處理腔室中；(c)調整所述處理腔室內的壓力至第一預定壓力，並維持所述第一預定壓力經過預定時間；以及(d)調整所述處理腔室內的壓力至第二預定壓力，其中所述第一預定壓力小於所述第二預定壓力，其中執行步驟(c)至步驟(d)至少二次，以形成所述功率二極體；以及(e)將所述功率二極體移出所述處理腔室。
  2. 如請求項1所述的功率二極體的製造方法，其中將所述功率二極體的半成品置入所述處理腔室中之後依序執行步驟(c)至步驟(d)至少三次至五次。
  3. 如請求項1所述的功率二極體的製造方法，其中所述第一預定壓力小於260托耳。
  4. 如請求項1所述的功率二極體的製造方法，其中所述第一預定壓力介於10托耳至260托耳之間。
  5. 如請求項1所述的功率二極體的製造方法，其中所述第二預定壓力為760托耳。
  6. 如請求項1所述的功率二極體的製造方法，其中所述預定時間為30秒以上。
  7. 如請求項1所述的功率二極體的製造方法，其中所述功率二極體為車用整流二極體。
  8. 如請求項1所述的功率二極體的製造方法，其中將所述功率二極體移出所述處理腔室之後更包括進行烘烤製程。
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