[发明专利]一种高可靠表面贴装的二极管及其制备方法

摘要

本发明提供了一种高可靠表面贴装的二极管及其制备方法，该二极管器件使用金属陶瓷外壳、芯片通过焊料烧结固定在外壳的烧结区、采用超声键合的方式用键合丝把芯片的键合区与外壳的键合区相连以及平行缝焊密封，克服了原有塑料封装器件因工作环境受限不能用于高可靠器件领域的问题，该表面贴装二极管使原有的电路在不改变焊盘尺寸即电路板不作改动的情况下实现原位替代，并且可靠性得到提高，生产加工工艺较简单，便于大批量生产。

主权项

1.一种高可靠表面贴装的二极管的制备方法，其特征在于，所述二极管包括用于封装的外壳、芯片、用于将所述芯片固定于所述外壳上的焊料以及用于将所述芯片的电极与外壳的电极连接的键合丝；所述外壳包括两块导电片、金属连接柱、陶瓷基座、钼片、打线片、金属环框以及金属盖板；所述陶瓷基座的部分上表面上开设有用于放置所述芯片的凹坑，所述凹坑的内底面上开设有第一连接孔，所述陶瓷基座的剩余上表面上开设有第二连接孔，所述陶瓷基座的四周侧面上设置有侧面金属化层；所述钼片通过钎焊固定于所述陶瓷基座上的凹坑中且覆盖所述凹坑中的第一连接孔；所述打线片通过钎焊固定于所述陶瓷基座的剩余上表面上且覆盖所述第二连接孔；所述导电片通过钎焊固定于所述陶瓷基座的下底面上；所述第一连接孔中设置有金属连接柱，且所述第一连接孔中的金属连接柱的上端与所述钼片的下表面钎焊连接，所述第一连接孔中的金属连接柱的下端与一块所述导电片的上表面钎焊连接；所述第二连接孔中设置有金属连接柱，且所述第二连接孔中的金属连接柱的上端与所述打线片的下表面钎焊连接，所述第二连接孔中的金属连接柱的下端与另一块所述导电片的上表面钎焊连接；所述金属环框通过钎焊固定在所述陶瓷基座的上表面上的四周边沿处；所述金属盖板通过平行缝焊密封固定在所述金属环框的上面开口处；所述芯片通过焊料烧结固定在所述钼片上；所述键合丝的一端与所述芯片的键合区连接，且所述键合丝的另一端与所述外壳中的打线片连接；所述二极管的制备方法包括以下步骤：1)芯片烧结：待粘片机温度稳定后，用点温计的测温头分别与烧结炉的预热区与烧结区充分接触，控制预热区及烧结区表面温度在工艺条件规定范围内；然后从氮气柜中取出外壳，然后开始向烧结炉内供给氢气与氮气，控制氢气流量为600mL/min±100mL/min，氮气流量为5L/min±1L/min；取一只外壳放至预热区进行预热处理，控制预热区表面温度为200℃±5℃，预热时间为4min～6min；然后将外壳放至烧结区进行烧结处理，控制烧结区表面温度为400℃±10℃，烧结时间不大于2min；然后夹起焊丝，使焊丝末端接触外壳的钼片，焊丝末端受热熔化成焊料滴于外壳的钼片上，然后将芯片平放在焊料上，移动芯片直至芯片的四周边沿的外侧能够看到焊料；然后取保护片平放在芯片上，然后将带有芯片的外壳放置在氮气喷口处进行冷却，然后下压保护片2s～3s，冷却10min后取下保护片；2)超声键合先通过超声键合处理将所述键合丝的一端与所述外壳中的打线片连接，再通过超声键合处理将所述键合丝的另一端与所述芯片的键合区连接，控制超声键合处理中的相对超声功率为100～150W，相对超声时间为150～300ms，相对超声压力为20～26gf；3)平行缝焊通过平行缝焊将所述金属盖板密封固定在所述金属环框的上面开口处，控制点焊功率为1400W～1600W，缝焊功率为1600W～1800W，缝焊压力为0.98N～1.176N，脉冲周期为90ms～110ms，脉冲宽度为6ms～10ms，速度为2.0mm/s～3.0mm/s；至此二极管制备完成。