专利名称：：一次焊接机动车用硅雪崩整流二极管的生产方法
技术领域：
：本发明涉及一种机动车发电机整流组件中的一种机动车用硅雪崩整流二极管的生产方法，尤其是涉及一种一次焊接成型的机动车用硅雪崩整流二极管的生产方法。
背景技术：
：机动车用硅雪崩整流二极管是汽车发电机的关键零部件，通过组合成整流组件，将发电机产生的交流电转换成直流电。由于它的雪崩击穿特性，当汽车发生故障时即抛负载时能吸收故障电压，保护调节器不受损伤，在调节器失控时它能立即击穿，使发电机不发电，起到保险丝的作用，保护车内主控器不受损伤，把恶性事故化成一般故障。现有的机动车用整流二极管的生产工艺方法都为二次焊接工艺方法。所生产的产品底座与管芯间的二次焊接的焊料熔点通常为23(TC,它的引线与管芯的焊料熔点为285°C,这种机动车用整流二极管只能够满足整流桥极板温度为17018(TC发电机的可靠性使用要求。二次焊接工艺方法的步骤为1.先将硅片和铜粒(或铁片)焊接后制成整流粒子一管芯，所釆用的焊料熔点约为285°C。2.再通过二次焊接将引线、管芯、底座连接在一起制成整流二极管，它的引线与管芯、底座与管芯间的二次焊接的焊料熔点通常为230'C。这种工艺方法的优点是工艺简单，投入的生产设备少，组织生产容易，缺点是这种焊料长期处于21022(TC环境中时晶格变粗、电阻增大、热阻增大、可靠性下降，在实际使用中引线与管芯容易脱落。
发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种耐高温、可靠性高的机动车用硅雪崩整流二极管的生产方法。为解决上述技术问题，本发明提供一种一次焊接机动车用硅雪崩整流二极管的生产方法，本发明的一次焊接机动车用硅雪崩整流二极管的生产方法包括以1)通过一次焊接将一体化引线、焊片、硅片、另一焊片和底座依次组合在一起，直接制成整流二极管；2)通过湿法酸腐蚀，对裸露的PN结表面进行酸洗；3)使用聚酰亚胺材料对PN结表面进行钝化；4)封装。采用二次焊接生产方法生产机动车用硅雪崩整流二极管，在进行二次焊接时通常采用熔点为23(TC左右的铅锡银焊料或者锡锑或锡铈焊料。由于二极管一次焊接焊料熔点为287°C，因此要求二次焊接时焊接体实际最高温度不得超过260°C。因为当二次焊接时焊接体的最高温度超过26(TC时，一次焊接的焊料晶格会变粗、应力增加，会损伤二极管的电性能；过高的二次焊接温度会使一次焊接焊料再熔，使二极管一次焊接的状态变差，在电参数测试时会发现AVF数值明显变大，严重者将导致二极管分层。采用一次焊接方法生产机动车用硅雪崩整流二极管的方法中，在焊接过程中，采用熔点为287。C的焊料及真空焊接工艺进行焊接，它具有可焊性好、焊接面气孔比率低等优点。而采用一次焊接方法生产机动车用硅雪崩二极管完全消除了二次焊接方法存在的缺陷，通过这种方法制成的产品焊料熔点高，达287'C,高温性能好。而高温性能指标是汽车发电机设计时的关键技术指标。当机动车用整流二极管工作时，由于大电流的作用，管壳温度升至23(TC以上时，二次焊接工艺中的低温焊片发生熔化，从而导致产品失效。而一次焊接工艺的焊片要在287'C以上时才开始重新熔化，极大地提高了产品性能。本发明所达到的有益效果是由于本发明釆用一次焊接工艺方法生产机动车用硅雪崩二极管，所以利用本发明的方法制成的产品最高等效工作结温高、高温性能好、散热快、可简单装配，极大地提高了产品可靠性和适应性。图1为釆用二次焊接工艺方法所生产的机动车用二极管的结构示意图2为釆用一次焊接工艺方法所生产的机动车用硅整流二极管的结构示意图3为AVF参数的测试原理图。具体实施例方式本发明的一次焊接机动车用硅雪崩整流二极管的生产方法,包括以下步骤1)通过一次焊接将引线5、焊片3、硅片2、另一焊片3和底座l依次组合在一起，直接制成整流二极管；2)通过湿法酸腐蚀，对棵露的PN结表面进行酸洗；3)使用聚酰亚胺材料对PN结表面进行钝化；4)封装。一次焊接和二次焊接生产工艺所生产的产品结构有明显的不同，图1为釆用二次焊接工艺方法所生产的机动车用硅整流二极管的结构示意图；二极管包括底座l，在底座1上依次焊接有铜粒4、硅片2、第二个铜粒4和分体化引线9。图2为釆用一次焊接工艺方法所生产的机动车用硅雷崩整流二极管的结构示意图。包括底座l，在底座l上依次焊接有焊片3、硅片2、另一焊片3和一体化引线5。表1列出了釆用现有的生产方法所生产的机动车用二极管与釆用本发明的生产方法所生产的机动车用硅雪崩整流二极管的性能指标。从表1中可以看出两者几个关键参数的差别a)最高工作结温Tjm:原为195°C，本发明可达到215°C;b)正向峰值压降VFM:原为1.10V,本发明为1.00V;c)热敏电压差值厶VF上限本发明为30mV;d)热循环负载试验次数原为小于1500次，本发明为大于8000次。因此，可以看出釆用本发明的方法生产的一次焊接机动车用硅雪崩整流二极管的各项性能指标有明显的提高。本发明引进了一项新的参数指标"瞬态电压差AVF"，俗称瞬态热阻。实践证明，此参数的引进，无论是生产企业对生产过程的控制，还是客户对产品质量的评价，都起到了非常好的效果。图3为AVF参数的测试原理图。在图3中100mA是测试热敏电压VF的热敏电流；100A/100ms方波脉冲电流是加热源；Vn是加方波脉冲电流前0.5ms测的常态热敏电压；Vn是加方波脉冲电流后0.5ms测的瞬态热敏电压；△VF=VF1-VF2。AVp参数的物理意义为AVF的数值的大小反映了在加规定的方波脉冲电流前后二极管结温T,的变化。A^数值小则结温T,增加量小，说明二极管芯片(硅片)产生的热量瞬间散热快，也表示二极管的瞬态热阻小；AVF数值大则结温Tj增加量大，说明二极管芯片(硅片)产生的热量瞬间散热慢，也表示二极管的瞬态热阻大。因此，对于同一型号规格产品，焊接质量好，"瞬态电压差AVF"会维持在较低水平上；焊接质量不好，"瞬态电压差AVF"就会增大。这样就能实现对生产过程的控制。本发明中所述底座1的底部为圆柱体6，在圆柱体6的上部中心位置有一突台7,在圆柱体6上部还设置有一个与突台7同心的圆环8，所述圆环8的横截面为"『"型，且弯折处的内部为圆弧形。底座1上述的结构特点能最大限度地消除二极管压装过程中产生的机械应力对硅片的影响，同时环氧封装后，环氧与底座的结合力大大增加。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>权利要求1.一种一次焊接机动车用硅雪崩整流二极管的生产方法，其特征在于包括以下步骤1)通过一次焊接将一体化引线(5)、焊片(3)、硅片(2)、另一焊片(3)和底座(1)依次组合在一起，直接制成整流二极管；2)通过湿法酸腐蚀，对裸露的PN结表面进行酸洗；3)使用聚酰亚胺材料对PN结表面进行钝化；4)封装。2.根据权利要求l所述的一次焊接机动车用硅雪崩整流二极管的生产方法，其特征在于在步骤l)过程中，釆用熔点为287'C的焊料及真空焊接工艺进行焊接。3.根据权利要求l所述的一次焊接机动车用硅雪崩整流二极管的生产方法，其特征在于所述底座(1)的底部为圆柱体(6),在圆柱体(6)的上部中心位置有一突台(7),在圆柱体(6)上部还设置有一个与突台(7)同心的圆环(8),所述圆环(8)的横截面为"『"型，且弯折处的内部为圆弧形。全文摘要本发明公开了一种一次焊接机动车用硅雪崩整流二极管的生产方法，包括以下步骤1)通过一次焊接将一体化引线、焊片、硅片、另一焊片和底座依次组合在一起，直接制成整流二极管；2)通过湿法酸腐蚀，对裸露的PN结表面进行酸洗；3)使用聚酰亚胺材料对PN结表面进行钝化；4)封装。利用本发明方法制成的机动车用硅雪崩整流二极管最高等效工作结温高、高温性能好、散热快、可简单装配，极大地提高了产品可靠性和适应性。文档编号H01L21/02GK101355041SQ200810156038公开日2009年1月28日申请日期2008年9月26日优先权日2008年9月26日发明者戴小薇,榆曹,平韩申请人:昆山晨伊半导体器件厂