[發明專利]一種高可靠玻璃鈍化微型表貼二極管的制造方法

在審

• 申請號: 201710581797.2
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107393821A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 古進;楊波;蔡美晨;龔昌明;張翼
• 申請（專利權）人: 中國振華集團永光電子有限公司（國營第八七三廠）
• 主分類號: H01L21/329
• 分類號: H01L21/329;H01L21/304;H01L21/306;H01L21/56
• 代理公司: 貴陽派騰陽光知識產權代理事務所(普通合伙)52110
• 代理人: 谷慶紅

技術領域

本發明涉及一種高可靠玻璃鈍化微型表貼二極管的制造方法。

背景技術

隨著半導體分立器件向小型化、表貼化趨勢發展，市場對微型高可靠玻璃鈍化表貼二極管需求量增加，很多整機廠家現正在改變電路板的設計，將傳統的單面板或雙面板改為多層電路板，同時正由人工焊接逐漸向自動化焊接方式發展，目前現有的大部分為軸向器件，在進行使用時需在電路板上進行打孔、焊接才能使用，而對于多層電路板，打孔的方式會使電路板上的線路損壞，無法滿足用戶使用，而微型玻璃鈍化表貼二極管具有尺寸小、易安裝、可靠性高等特點，具有較高的市場推廣價值。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種高可靠玻璃鈍化微型表貼二極管的制造方法，管芯采用鋁作為焊料，芯片采用深結擴散工藝，管芯與電極之間采用高溫熔焊鍵合工藝，該芯片結構降低表面電場，同時在進行玻璃鈍化封裝前，采用酸、堿腐蝕工藝及鈍化工藝對芯片臺面進行保護，然后采用特殊玻璃粉進行高溫鈍化封裝成型，將電極片和成型后的軸向產品通過焊料在高溫下進行焊接，實現產品的表貼封裝結構。

本發明通過以下技術方案得以實現。

本發明提供的一種高可靠玻璃鈍化微型表貼二極管的制造方法，包括管芯的制備、電極焊接、處理封裝，其具體工藝方法為：

a、管芯制備：

a-1、通過深度擴散的在單晶硅片上形成PN結，通過電子束蒸發在PN結的P面和N面制備金屬薄膜層；

a-2、通過吹砂切割將鍍有金屬薄膜層的單晶硅片吹砂成型；

a-3、采用清洗劑對切割好的管芯進行腐蝕清洗，腐蝕完成后的管芯用丙酮進行超聲波清洗，再用酒精進行超聲波清洗，然后脫水、烘干；

b、電極焊接：通過高溫真空燒結將電極與金屬引線燒焊成一個整體的電極引線，再電極引線、管芯、電極引線依次豎直疊放到石墨模具中，再將石墨模具放入真空燒結爐中將電極引線和管芯進行600℃～800℃的高溫熔焊鍵合。

c、處理封裝：

c-1、使用酸腐蝕液對燒焊后的二極管進行酸腐蝕30～120s；

c-2、將酸腐蝕后的二極管放入堿腐蝕液中腐蝕清洗60～180s；

c-3、使用冷、熱去離子水交替沖洗10次；

c-4、使用玻璃粉漿在二極管表面均勻涂覆形成均勻的球體，然后低溫成型2～3h；

c-5、將軸向產品在引線上裝上焊料和電極片后使用300～400℃溫度燒結；

c-6、多余引線切除。

金屬薄膜層的材料為鋁。

所述酸腐蝕液按質量百分比是分析純的65％～68％的硝酸、≥40％的氫氟酸、95％～98％的硫酸、≥99.5％的冰乙酸、≥99.5％的磷酸按體積比1.2：1：1：2：1的混合溶液。

所述堿腐蝕液為3％～6％的氫氧化鉀溶液，其堿腐蝕溫度為58～98℃。

所述鈍化液按質量百分比是≥30％的雙氧水、≥85％的磷酸和離子水按2:2:5混合的混合液。

所述玻璃粉的主要含量為二氧化硅、氧化鋅、三氧化二硼。

所述低溫成型的升溫速率10～15℃/min，升溫時間45～65min，燒結溫度600～680℃，恒溫時間5～40min，降溫速率≤5℃/min。

所述清洗劑按質量百分比是65％～68％的硝酸、≥40％的氫氟酸、95％～98％的硫酸、≥99.5％的冰乙酸按體積比8:2:2:5的混合溶液。

本發明的有益效果在于：芯片分離采用正吹砂切割方式形成正斜角，大大降低了器件的表面電場，提高了芯片表面的穩定性；在芯片腐蝕過程中采用酸腐蝕去除芯片臺面損傷層、腐蝕工藝去除粘附在芯片表面的重金屬離子、熱鈍化方式中和堿金屬離子并在芯片表面生長一層二氧化硅鈍化保護層的工藝，最大限度的清潔了芯片表面，減少了界面電荷的影響，使器件具有良好的反向性能，提升產品的可靠性；采用主要成分為氧化鋅、三氧化二硼、二氧化硅的鈍化玻璃粉經過高溫成型實現玻璃粉對芯片臺面的鈍化兼封裝作用，產品組件中的電極與芯片和玻璃鈍化層的熱膨脹系數相當，提升了產品的熱匹配性能，同時在產品玻璃粉的成型過程中采用低溫成型工藝，升溫、降溫速率較慢，能較好的釋放玻璃鈍化層中的應力，器件能在-65～200℃的溫度條件下工作，具有較高的可靠性；產品采用U型玻璃鈍化表貼封裝結構，可靠性高，尺寸小，表貼結構更易于安裝。

具體實施方式

下面進一步描述本發明的技術方案，但要求保護的范圍并不局限于所述。

實施例1：

a、管芯制備：