[发明专利]一种高压硅堆二极管的焊接工艺

说明书

技术领域

本发明涉及对高压硅堆二极管的焊接工艺的改进。

背景技术

传统的高压硅堆二极管焊接工艺是根据设计需要，顺序完成引线装填、焊片装填、芯片装填……焊片装填、引线装填、合模、焊接。如图4、5所示，操作工序时：将下引线1、焊片4、芯片3、上引线5依次放置到石墨舟2的焊接槽内；接着，加温使焊片融化；最后，冷却，制毕。所制得的高压硅堆二极管半成品会出现如图5的状况，即各芯片之间会出现“错角”现象。“错角”现象的弊端是在高压过程中会导致各芯片之间因爬电而造成失效。这是导致该产品耐压能力较底的主要原因。

出现“错角”现象的原因经分析如下：组装过程中，焊片、芯片是随机落位的，在实践中尚未找到落位过程中控制芯片精确“对角”的手段。这也是一直以来困扰着本领域技术人员的一个难题。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种能够使叠放的芯片相互间精确“对角”，进而提高器件耐压水平的高压硅堆二极管的焊接工艺。

本发明的技术方案是：所述高压硅堆二极管包括相互同轴的上引线和下引线，在上引线和下引线之间焊接有三只正方形芯片，所述高压硅堆二极管的焊接步骤如下：

1）、一次焊接；将所述下引线置入焊接模具中，然后往所述下引线上端头依次交错叠放焊片和芯片；加温至焊接温度，保温5-15分钟，随后冷却至焊片固化；

2）、二次焊接；焊片固化后，将所述上引线置入焊接模中，使所述上引线的下端头接触所述最上层焊片；加温至焊接温度，随即冷却固化；

3）、制得。

所述焊片包括铅、锡和银，铅、锡和银的重量比为Pb：91-93%、Sn：3-6%、Ag：1-3%。

所述焊接温度为300-375℃，所述保温温度为300-330℃。

所述一次焊接和二次焊接在氮气氛保护下进行，所述氮气进入所述焊接模具时的温度为140-160摄氏度。

本发明改变了现有技术中一直沿用的整体焊接模式，将焊接改为两步，首先将芯片、焊片放置在下引线上端，确保芯片之上没有机械压力（不放置上引线，避免上引线的重力成为加载于芯片顶面的机械压力）；然后加温、保温，在保温过程中，本发明的焊片融化后，如各芯片存在“错角”，上、下芯片角部之间熔融的焊料会形成方向相反的“边界”张力或表面张力，这种张力最终需要实现平衡，在实现平衡的过程中会迫使上、下芯片对角，进而消除错角现象。本发明的工艺能有效消除“错角”现象，大大提高产品的耐压能力。

附图说明

图1是本发明第一步骤的示意图，

图2是本发明第二步骤的示意图，

图3是图2中A-A剖视图，

图4是本发明背景技术的示意图，

图5是图4中B-B剖视图；

图中1是下引线，2是焊接模具，3是芯片，4是焊片，5是上引线。

具体实施方式

本发明如图1-3所示，所述高压硅堆二极管包括相互同轴的上引线5和下引线1，在上引线5和下引线1之间焊接有三只正方形芯片3，所述高压硅堆二极管的焊接步骤如下：

1）、一次焊接；将所述下引线1置入焊接模具2中，然后往所述下引线1上端头依次交错叠放焊片4和芯片3；加温至焊接温度，保温5-15分钟，随后冷却至焊片4固化；可以冷却直至环境温度。

2）、二次焊接；焊片4固化后，将所述上引线5置入焊接模2中，使所述上引线5的下端头接触所述最上层焊片；加温至焊接温度，随即冷却固化；

3）、制得。

所述焊片4包括铅、锡和银，铅、锡和银的重量比为Pb：91-93%、Sn：3-6%、Ag：1-3%。该焊片固相线温度=287℃，液相线温度=296℃；焊接峰值温度：375℃； 

所述焊接温度为300-375℃，所述保温温度为300-330℃。

所述一次焊接和二次焊接在氮气氛保护下进行，所述氮气进入所述焊接模具时的温度为140-160摄氏度。

操作时，本发明的下部引线1、焊片4、芯片3根据二极管的结构顺序组装后预焊接，通过焊料（熔融的焊片4）在芯片3表面浸润过程的张力作用，调整随机落位的芯片3角度，使预焊接后的产品芯片3形成四边平行重叠，然后将预焊后的半成品组装上部引线5，再进行正常焊接，避免芯片3焊接后的错位。.