[發明專利]低電容金屬封裝硅瞬態電壓抑制二極管及其制造方法

有效

• 申請號: 201210202114.5
• 申請日: 2012-06-16
• 公開（公告）號: CN102709276A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 吳貴松;楊秀斌;孫漢炳
• 申請（專利權）人: 中國振華集團永光電子有限公司
• 主分類號: H01L25/07
• 分類號: H01L25/07;H01L21/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及二極管加工領域，尤其涉及一種瞬態電壓抑制二極管的結構及其制造方法。

背景技術

瞬態電壓抑制二極管（Transient?Voltage?Suppressor）簡稱TVS，其又稱箝位型二極管，是目前國際上普遍使用的一種高效能電路保護器件。當TVS二極管的兩極受到反向瞬態高能量沖擊時，它能以10的負12次方秒量級的速度，將其兩極間的高阻抗變為低阻抗，吸收高達數千瓦的浪涌功率，使兩極間的電壓箝位于一個預定值，有效地保護電子線路中的精密元器件，免受各種浪涌脈沖的損壞。

瞬態電壓抑制二極管由于其具有體積小、響應快、瞬間吸收功率大、無噪聲等優點，已廣泛應用到家用電器、電子儀器、精密設備、自動控制系統、計算機系統、數控機床、長線傳輸等各個領域。但是由于常規的瞬態電壓抑制二極管的結電容通常在幾百pF左右，在高頻線路中即使瞬態電壓抑制二極管不工作時，高頻信號往往也會失真。因此，迫切需要一種低結電容的瞬態電壓抑制二極管來解決高頻電子線路中因為結電容大造成信號失真的問題。

發明內容

本發明的一目的在于，提出一種低電容金屬封裝硅瞬態電壓抑制二極管，其不僅體積小、重量輕，且具有低結電容的顯著優點，尤其適合在高頻線路做保護器件使用；

本發明的另一目的在于，提供一種低電容金屬封裝硅瞬態電壓抑制二極管的制造方法，其制作的低電容硅瞬態電壓抑制二極管同時具有瞬態電壓抑制二極管和整流管的功能，且制作成本較低。

為實現上述目的，本發明提供一種低電容金屬封裝硅瞬態電壓抑制二極管，包括：殼體及沿殼體兩端引出的上、下引線，其還包括設于殼體內的瞬態電壓抑制二極管管芯、整流二極管管芯、數個焊料層及兩個電極；所述殼體為玻璃可閥合金殼體，瞬態電壓抑制二極管管芯與整流二極管管芯之間串聯連接，數個焊料層分別設于瞬態電壓抑制二極管管芯及整流二極管管芯的兩個側面上，該瞬態電壓抑制二極管管芯及整流二極管管芯還分別與一電極相連接，該兩電極分別與上、下引線相連接。

其中，所述瞬態電壓抑制二極管管芯的正極和整流二極管管芯的正極串聯連接，該瞬態電壓抑制二極管管芯的負極及整流二極管管芯的負極分別與一電極相連接。

本發明中的上引線可以為銅包鋼絲，下引線可以為無氧銅線，兩電極均為銅電極。

數個焊料層可以為鉛錫焊料層，該鉛錫焊料層的厚度為50um。

本發明中，所述與瞬態電壓抑制二極管管芯連接的電極下方還設有一引線座，下引線通過該引線座與電極相連接，所述與整流二極管管芯連接的電極上側與上引線相連接，該引線座采用可閥材料制作而成，下引線通過釬焊方式與引線座相連接。

具體地，瞬態電壓抑制二極管管芯為一P型襯底N⁺PP⁺結構，整流二極管管芯為一N型襯底N⁺NP⁺結構。

此外，在瞬態電壓抑制二極管管芯及整流二極管管芯的兩個側面上均設有鎳-金化學鍍層，其中的化學鍍鎳層厚度為2μm-3μm，化學鍍金層厚度為1μm-2μm。

進一步地，本發明還提供一種低電容金屬封裝硅瞬態電壓抑制二極管的制造方法，其包括如下步驟：

擴散：根據需要的瞬態電壓抑制二極管芯片擊穿電壓選取合適的P型單晶硅片和用于整流二極管芯片的N型單晶硅片，將該單晶硅片減薄至200μm-220μm后，分別進行擴散；

玻璃內鈍化：將擴散后單晶硅片的擴硼面進行噴砂，使其硼擴散面的方塊電阻R_□≤4Ω/_□，然后分別在瞬態電壓抑制二極管芯片的磷擴散面和整流二極管芯片的硼擴散面上進行玻璃內鈍化；

雙面金屬化：對玻璃內鈍化后的單晶硅片先化學鍍鎳，形成厚度為2μm-3μm的鎳層，然后再化學鍍金形成厚度為1μm-2μm的金層；

裝模、燒焊：在模具中依次放入引線座、鉛錫焊片、銅電極、鉛錫焊片、瞬態電壓抑制二極管芯、鉛錫焊片、整流二極管管芯、鉛錫焊片、銅電極，進入燒焊爐進行燒焊以形成芯座；

封帽：將玻璃可閥合金殼體套在芯座上后，將殼體和引線座相連的部分通過激光焊接方式連接在一起，將銅電極和殼體相連的部分通過電阻焊的方式熔焊在一起，再將上引線和殼體通過電阻焊的方式熔焊在一起，制得低電容金屬封裝硅瞬態電壓抑制二極管成品。

更進一步地，在瞬態電壓抑制二極管芯片的磷擴散面和整流二極管芯片的硼擴散面上進行玻璃內鈍化還包括槽光刻、腐蝕槽、玻璃鈍化、燒玻璃及光刻引線孔的操作。