[发明专利]一种高可靠玻璃钝化微型表贴二极管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高可靠玻璃钝化微型表贴二极管的制造方法。

背景技术

随着半导体分立器件向小型化、表贴化趋势发展，市场对微型高可靠玻璃钝化表贴二极管需求量增加，很多整机厂家现正在改变电路板的设计，将传统的单面板或双面板改为多层电路板，同时正由人工焊接逐渐向自动化焊接方式发展，目前现有的大部分为轴向器件，在进行使用时需在电路板上进行打孔、焊接才能使用，而对于多层电路板，打孔的方式会使电路板上的线路损坏，无法满足用户使用，而微型玻璃钝化表贴二极管具有尺寸小、易安装、可靠性高等特点，具有较高的市场推广价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高可靠玻璃钝化微型表贴二极管的制造方法，管芯采用铝作为焊料，芯片采用深结扩散工艺，管芯与电极之间采用高温熔焊键合工艺，该芯片结构降低表面电场，同时在进行玻璃钝化封装前，采用酸、碱腐蚀工艺及钝化工艺对芯片台面进行保护，然后采用特殊玻璃粉进行高温钝化封装成型，将电极片和成型后的轴向产品通过焊料在高温下进行焊接，实现产品的表贴封装结构。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种高可靠玻璃钝化微型表贴二极管的制造方法，包括管芯的制备、电极焊接、处理封装，其具体工艺方法为：

a、管芯制备：

a-1、通过深度扩散的在单晶硅片上形成PN结，通过电子束蒸发在PN结的P面和N面制备金属薄膜层；

a-2、通过吹砂切割将镀有金属薄膜层的单晶硅片吹砂成型；

a-3、采用清洗剂对切割好的管芯进行腐蚀清洗，腐蚀完成后的管芯用丙酮进行超声波清洗，再用酒精进行超声波清洗，然后脱水、烘干；

b、电极焊接：通过高温真空烧结将电极与金属引线烧焊成一个整体的电极引线，再电极引线、管芯、电极引线依次竖直叠放到石墨模具中，再将石墨模具放入真空烧结炉中将电极引线和管芯进行600℃～800℃的高温熔焊键合。

c、处理封装：

c-1、使用酸腐蚀液对烧焊后的二极管进行酸腐蚀30～120s；

c-2、将酸腐蚀后的二极管放入碱腐蚀液中腐蚀清洗60～180s；

c-3、使用冷、热去离子水交替冲洗10次；

c-4、使用玻璃粉浆在二极管表面均匀涂覆形成均匀的球体，然后低温成型2～3h；

c-5、将轴向产品在引线上装上焊料和电极片后使用300～400℃温度烧结；

c-6、多余引线切除。

金属薄膜层的材料为铝。

所述酸腐蚀液按质量百分比是分析纯的65％～68％的硝酸、≥40％的氢氟酸、95％～98％的硫酸、≥99.5％的冰乙酸、≥99.5％的磷酸按体积比1.2：1：1：2：1的混合溶液。

所述碱腐蚀液为3％～6％的氢氧化钾溶液，其碱腐蚀温度为58～98℃。

所述钝化液按质量百分比是≥30％的双氧水、≥85％的磷酸和离子水按2:2:5混合的混合液。

所述玻璃粉的主要含量为二氧化硅、氧化锌、三氧化二硼。

所述低温成型的升温速率10～15℃/min，升温时间45～65min，烧结温度600～680℃，恒温时间5～40min，降温速率≤5℃/min。

所述清洗剂按质量百分比是65％～68％的硝酸、≥40％的氢氟酸、95％～98％的硫酸、≥99.5％的冰乙酸按体积比8:2:2:5的混合溶液。

本发明的有益效果在于：芯片分离采用正吹砂切割方式形成正斜角，大大降低了器件的表面电场，提高了芯片表面的稳定性；在芯片腐蚀过程中采用酸腐蚀去除芯片台面损伤层、腐蚀工艺去除粘附在芯片表面的重金属离子、热钝化方式中和碱金属离子并在芯片表面生长一层二氧化硅钝化保护层的工艺，最大限度的清洁了芯片表面，减少了界面电荷的影响，使器件具有良好的反向性能，提升产品的可靠性；采用主要成分为氧化锌、三氧化二硼、二氧化硅的钝化玻璃粉经过高温成型实现玻璃粉对芯片台面的钝化兼封装作用，产品组件中的电极与芯片和玻璃钝化层的热膨胀系数相当，提升了产品的热匹配性能，同时在产品玻璃粉的成型过程中采用低温成型工艺，升温、降温速率较慢，能较好的释放玻璃钝化层中的应力，器件能在-65～200℃的温度条件下工作，具有较高的可靠性；产品采用U型玻璃钝化表贴封装结构，可靠性高，尺寸小，表贴结构更易于安装。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

实施例1：

a、管芯制备：