[实用新型]特高二次击穿的大功率晶体管

说明书

技术领域

本实用新型属于半导体晶体管技术领域，具体涉及到一种特高二次击穿的大功率晶体管。

背景技术

功率晶体管问世以来，其优异的性能在通讯、广播电视、开关电源、音响、仪器仪表、工业设备等国民经济各领域得到了广泛的应用。但功率管在发展中，器件的早期失效，即功率晶体管的“二次击穿”特性，成为它发展进程中突出的矛盾，从而引起了器件制造者和使用者的十分重视，投入了较大的力量去研究它的机理和克服的方法。

二次击穿，是存在于功率晶体管的一种损坏现象，功率管在制造和使用过程中，当加在功率管上的能量超过临界值时，器件内部出现“热点”，使局部形成电流集中，致使器件烧毁，因而二次击穿是一种不可逆的损坏机理，是热电恶性循环造成的结果。

多年来，国内外专家学者对于二次击穿机理提出了热不稳定性理论、电流温度系数理论、电场理论等多种研究。热不稳定性理论认为：晶体管的二次击穿是由热不稳定性引起的。如果由于某种原因使局部温度升高，这部分发射极电流将迅速增加，电流增加又进一步引起结温升高，如此循环形成“过热点”，引起二次击穿。功率管制造者在提高二次击穿的工作方面，着重于在芯片制造方面提高正偏的抗二次击穿能力，即从改善晶体管芯片的内部电流分配，防止产生局部过热上做文章。其中方法之一是在版图设计与制芯工艺中，将被细分的发射极上外加稳定电流分配的“镇流电阻”，使电流均匀分配，提高抗二次击穿的能力。方法之二是PCT技术，即完美的晶体生长技术，以消除在外延生长和扩散过程中造成的缺陷，从而克服二次击穿低的缺点。对于改进反偏二次击穿特性的方法是用多层集电层的晶体管结构来解决。具体地说，就是晶体管的集电区由同一种导电类型的三层构成，第一层邻接基区，电阻率大于第二层，第二层电阻率又大于重掺杂的衬底集电层，以此增加外延层的厚度和减少晶体缺陷，从而降低局部过热点。

但是实践证明：如果在管芯制造中提高了二次击穿，而在组装工艺中仍然存在热缺陷，那么功率晶体管的成品的二次击穿仍然不高，产品在使用过程中仍然容易产生二次击穿烧毁的问题。

业内知道，功率晶体管组装的关键工艺之一是装片烧结工艺。装片工艺要完成管芯与管座或引线框架之间完善的欧姆接触电极的制作功能，即这个接触电极与管芯之间仅仅是电性能上的电阻性能接触连通，接触处不发生整流现象，且希望接触电阻愈小愈好。尤其是数十瓦以上的大功率晶体管，装片工艺的完美与否影响到功率的实际输出，影响到能否达到设计功率值和二次击穿值。

目前常用的手工粘片装片和自动装片工艺中一般都采用了N₂、H₂气体保护，焊料采用Pb92.5Sn5Ag2.5高温焊料作为缓冲粘接层。由于Pb92.5Sn5Ag2.5焊料属高温焊料，工艺上温度高，装片工艺质量紧密地依赖于引线框架表面镀层的质量、焊料与芯片背面金属化层的结合性、焊料与引线框之间的结合程度。而高温焊料由于熔点高，极易造成框架的氧化，从而使焊料的浸润性差，这样焊料与芯片、焊料与引线框间的浸润接触不良将容易形成“空洞”，即焊料与框架间局部不浸润、不熔融形成非良好的欧姆接触，从而导致热阻增大，抗二次击穿耐量值下降。装片工艺操作规定：“空洞”面积＞5％，则该产品为不合格品。

发明内容

本实用新型的目的是致力于在功率晶体管的组装工艺过程中，尤其在关键的装片工艺中消除热缺陷，消除“空洞”，提高焊料与框架的浸润性，从而制造出特高二次击穿的大功率晶体管。

本实用新型的目的是这样实现的：在引线框上利用Sn96Ag4低温焊料焊接管芯，在引线框的下面引出位于左侧的基极、位于中间的集电极与位于右侧的发射极。

在所述引线框上、管芯的上方设置安装孔及凹槽。

在所述引线框上、管芯的下方设置键合区。

在所述引线框上对应于管芯的两侧设置折边。

本实用新型的优点是：由于利用低温焊料将管芯与引线框相互连接在一起，因此避免了存在于焊接部位的“空洞”，提高了产品质量。

附图说明

图1是晶体管的结构图。

图2是的A-A剖视图。

图3是原装片工艺效果图。

图4是本实用新型装片工艺效果图。

具体实施方式

图中：1、管芯；2、Sn96Ag4低温焊料；3、引线框；4、发射极；5、集电极；6、基极；7、键合区；8、折边；9、凹槽；10、安装孔；11、焊料空洞。