超快恢復二極體的製作方法
2023-11-06 19:50:07 2
專利名稱：：超快恢復二極體的製作方法
技術領域：
：超快恢復二極體
技術領域：
：本實用新型涉及一種超快恢復二極體。
背景技術：
：目前市場上應用的整流器件中，肖特基二極體反向恢復時間最短，可達到幾十ns，但是其反向擊穿電壓過小，基本上都在100V以內。在對反向擊穿電壓要求越來越高的電路中，傳統的肖特基二極體已經明顯不能滿足要求。快恢復二極體(FastRecoveryDiode，FRD)是近年來問世的新型半導體器件，具有開關特性好、反向恢復時間短、正向電流大、體積小、安裝簡便等優點。快恢復二極體的反向恢復時間一般為幾百納秒，正向壓降約為O.6V，正向電流是幾安培至幾千安培，反向峰值電壓可達幾百至幾千伏。雖然快恢復二極體的反向擊穿電壓比肖特基二極體大，但是反向恢復時間過長，因此仍然不能滿足實際工作的需要。
實用新型內容有鑑於此，有必要針對上述問題，提供一種反向擊穿電壓高且反向恢復時間短的超快恢復二極體。—種超快恢復二極體，包括框架及焊接在框架上的至少一個晶片，所述超快恢復二極體的反向恢復時間為20-40ns，反向擊穿電壓為180V-300V。優選的，所述超快恢復二極體是單管。優選的，所述超快恢復二極體還包括鍵合絲、第一引腳、第二引腳，所述第一引腳與框架是絕緣的，所述第二引腳與框架是導通的，所述晶片的陰極與框架連接，所述晶片的陽極通過鍵合絲與第一引腳連接。優選的，所述超快恢復二極體還包括鍵合絲、第一引腳、第二引腳，所述第一引腳與框架是絕緣的，所述第二引腳與框架是導通的，所述晶片的陽極與框架連接，所述晶片的陰極通過鍵合絲與第一引腳連接。優選的，所述超快恢復二極體是共陰對管。優選的，所述超快恢復二極體還包括鍵合絲、第一引腳、第二引腳、第三引腳，所述至少一個晶片是第一晶片和第二晶片，所述第一引腳和第二引腳與框架是絕緣的，所述第三引腳與框架是導通的，所述第一晶片和第二晶片的陰極分別與框架連接，所述第一晶片的陽極通過鍵合絲與第一引腳連接，所述第二晶片的陽極通過鍵合絲與第二引腳連接。優選的，所述超快恢復二極體是共陽對管。優選的，所述超快恢復二極體還包括鍵合絲、第一引腳、第二引腳、第三引腳，所述至少一個晶片是第一晶片和第二晶片，所述第一引腳和第二引腳與框架是絕緣的，所述第三引腳與框架是導通的，所述第一晶片和第二晶片的陽極分別與框架連接，所述第一晶片的陰極通過鍵合絲與第一引腳連接，所述第二晶片的陰極通過鍵合絲與第二引腳連接，所述塑封外殼密封第一晶片、第二晶片及鍵合絲。優選的，所述超快恢復二極體採用T0-220封裝。上述超快恢復二極體的反向恢復時間為20-40ns，反向擊穿電壓為180V_300V，由此可見，上述超快恢復二極體的反向擊穿電壓比傳統的二極體要高，反向恢復時間比傳統的二極體要短，可以很好的滿足實際工作的需要。圖l是超快恢復圖2是超快恢復圖3是超快恢復極管的內部結構原理圖。極管的示意圖。極管的封裝成品圖。具體實施方式圖1是超快恢復二極體的內部結構原理圖。從內部結構看，超快恢復二極體可分成單管和對管。對管內部包含兩隻快恢復二極體，根據兩隻二極體接法的不同，又分為共陰對管和共陽對管。圖l(a)是單管的示意圖，圖l(b)是共陰對管的示意圖，圖3(c)是共陽對管的示意圖。圖2是超快恢復二極體的示意圖。超快恢復二極體20包括框架21、晶片22、鍵合絲23、第一引腳24、第二引腳25、第三引腳26、塑封外殼(圖未示)。第一引腳24和第二引腳25與框架21是絕緣的，第三引腳26與框架21是導通的。現以超快恢復二極體20為共陰對管的情況進行說明。兩個晶片22的陰極直接焊接在框架21上，兩個晶片22的陽極分別通過鍵合絲23與第一引腳24和第二引腳25連接。即第一引腳24和第二引腳25是超快恢復二極體20的陽極，第三引腳26是超快恢復二極體20的陰極。單管和共陽對管的情況可依此類推。下面對超快恢復二極體20的生產工藝進行說明。晶片22的生產工藝包括如下步驟(1)、一次擴散(封閉擴散)清洗乾淨的原始矽片，1200125(TC擴散爐恆溫擴散，採用99.9999%純家源擴散，表面濃度為10171018/cm3。(2)、單面去P型用磨片機磨掉擴散片的一面P型面。(3)、磷沉積清洗乾淨的去掉一面的擴散片，1000115(TC擴散爐恆溫擴散，採用液態源三氯氧磷(P0C13)擴散，表面濃度為^19X1019/cm3。(4)、P面去磷用絲網印刷機印刷磨過的那一面，將P型面的磷腐蝕掉。(5)、磷推進清洗乾淨擴散片，1200125(TC擴散爐恆溫推進。(6)、雜質紙源擴散清洗乾淨擴散片，1200125(TC擴散爐BP紙雜質紙源擴散，P和N型面表面濃度均為1.010X1021/cm3。(7)、氧化清洗乾淨擴散片，1200125(TC擴散爐恆溫氧化。(8)、矽片擴鉑清洗乾淨擴散片，擴散爐恆溫擴散1545分鐘，溫度80(TC至95(TC，鉬液採用三氯化鉑溶液，濃度為0.52.5%。(9)、割圓用割圓機將擴鉑矽片割成所需大小。(10)、燒結清洗乾淨擴散片、圓鉬片、鋁矽片，按順序裝入模具，放進650700°C的燒結爐中進行燒結合金。(11)、蒸發堅膜燒結好的晶片，清洗乾淨放進鍍膜機中蒸鋁，再放進燒結爐中堅膜合金。(12)、噴角蒸堅好的晶片，在噴角機上噴出正角。(13)、磨角腐蝕保護將噴角的晶片，在磨角機上磨出小的斜角，在旋轉腐蝕機上進行酸腐蝕，然後塗膠保護，常、高溫固化，形成完整的晶片。(14)、中測晶片分別在伏安特性測試儀、通態壓降測試臺上測試耐壓和正向壓降。(15)、晶片電子輻照測試合格的晶片，到中照單位去進行電子輻照，輻照劑量106108。在晶片22的生產過程中採用了外延工藝和鉑液態源擴散工藝，這樣可以降低少數載流子壽命，從而達到縮短反向恢復時間的效果，經測試，超快恢復二極體20的反向恢復時間可以達到20-40ns。另外，通過化學腐蝕工藝形成臺面，並通過玻璃鈍化工藝保護PN結以減小表面汙染，從而降低表面漏電流，提高反向擊穿電壓，反向擊穿電壓可以達到180V-300V，正嚮導通壓降在0.8-1.1V之間。將製作好的晶片22通過焊料焊接在框架21上，即粘片工藝。在粘片工藝中，焊料為低溫含磷焊料，保護氣體為氫氣與氮氣的混合氣體，並且氫氣佔混合氣體的15%-30%，混合氣體用量為5-30L/min，粘片時間為50-300ms，框架加熱溫度為280_390°C。採用鍵合絲23連接晶片22的陽極與第一引腳24或第二引腳25，即鍵合工藝。鍵合絲23為矽鋁絲。用塑封外殼密封晶片22和鍵合絲23，即塑封工藝。在塑封工藝中，模具表面溫度控制在150-20(TC，預熱臺表面溫度控制在150士3(TC，合模壓力控制在8-14MPa，注進壓力控制在2-6MPa，實際注進時間控制在10-20s，固化時間不得小於60-200s/模。超快恢復二極體20採用T0-220封裝，封裝成品如圖3所示。接著進行固化、電鍍、切筋、測試等工藝，最後將測試合格的超快恢復二極體20包裝入庫。超快恢復二極體20的主要測試參數如下表所示測試參數領lj試值反向電壓180V-300V正向電流>18A正向電壓0.8-1.IV最大反向漏電流《25uA反向恢復時間20-40ns5tableseeoriginaldocumentpage6以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本實用新型專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本實用新型的保護範圍。因此，本實用新型專利的保護範圍應以所附權利要求為準。權利要求一種超快恢復二極體，其特徵在於所述超快恢復二極體包括框架及焊接在框架上的至少一個晶片，所述超快恢復二極體的反向恢復時間為20-40ns，反向擊穿電壓為180V-300V。2.根據權利要求l所述的超快恢復二極體，其特徵在於所述超快恢復二極體是單管。3.根據權利要求2所述的超快恢復二極體，其特徵在於所述超快恢復二極體還包括鍵合絲、第一引腳、第二引腳，所述第一引腳與框架是絕緣的，所述第二引腳與框架是導通的，所述晶片的陰極與框架連接，所述晶片的陽極通過鍵合絲與第一引腳連接。4.根據權利要求2所述的超快恢復二極體，其特徵在於所述超快恢復二極體還包括鍵合絲、第一引腳、第二引腳，所述第一引腳與框架是絕緣的，所述第二引腳與框架是導通的，所述晶片的陽極與框架連接，所述晶片的陰極通過鍵合絲與第一引腳連接。5.根據權利要求1所述的超快恢復二極體，其特徵在於所述超快恢復二極體是共陰對管。6.根據權利要求5所述的超快恢復二極體，其特徵在於所述超快恢復二極體還包括鍵合絲、第一引腳、第二引腳、第三引腳，所述至少一個晶片是第一晶片和第二晶片，所述第一引腳和第二引腳與框架是絕緣的，所述第三引腳與框架是導通的，所述第一晶片和第二晶片的陰極分別與框架連接，所述第一晶片的陽極通過鍵合絲與第一引腳連接，所述第二晶片的陽極通過鍵合絲與第二引腳連接，所述塑封外殼密封第一晶片、第二晶片及鍵合絲。7.根據權利要求1所述的超快恢復二極體，其特徵在於所述超快恢復二極體是共陽對管。8.根據權利要求5所述的超快恢復二極體，其特徵在於所述超快恢復二極體還包括鍵合絲、第一引腳、第二引腳、第三引腳，所述至少一個晶片是第一晶片和第二晶片，所述第一引腳和第二引腳與框架是絕緣的，所述第三引腳與框架是導通的，所述第一晶片和第二晶片的陽極分別與框架連接，所述第一晶片的陰極通過鍵合絲與第一引腳連接，所述第二晶片的陰極通過鍵合絲與第二引腳連接，所述塑封外殼密封第一晶片、第二晶片及鍵合絲。9.根據權利要求1所述的超快恢復二極體，其特徵在於所述超快恢復二極體採用T0-220封裝。專利摘要本實用新型涉及一種超快恢復二極體，所述超快恢復二極體包括框架及焊接在框架上的至少一個晶片，所述超快恢復二極體的反向恢復時間為20-40ns，反向擊穿電壓為180V-300V。所述超快恢復二極體的反向擊穿電壓比傳統的二極體要高，反向恢復時間比傳統的二極體要短，可以很好的滿足實際工作的需要。文檔編號H01L25/07GK201438466SQ20092013292公開日2010年4月14日申請日期2009年6月16日優先權日2009年6月16日發明者譚楠,高燕輝申請人:深圳市晶導電子有限公司