超快恢复二极管的制作方法

文档序号:7192584阅读:337来源:国知局

专利名称::超快恢复二极管的制作方法
技术领域
:超快恢复二极管
技术领域
:本实用新型涉及一种超快恢复二极管。
背景技术
:目前市场上应用的整流器件中,肖特基二极管反向恢复时间最短,可达到几十ns,但是其反向击穿电压过小,基本上都在100V以内。在对反向击穿电压要求越来越高的电路中,传统的肖特基二极管已经明显不能满足要求。快恢复二极管(FastRecoveryDiode,FRD)是近年来问世的新型半导体器件,具有开关特性好、反向恢复时间短、正向电流大、体积小、安装简便等优点。快恢复二极管的反向恢复时间一般为几百纳秒,正向压降约为O.6V,正向电流是几安培至几千安培,反向峰值电压可达几百至几千伏。虽然快恢复二极管的反向击穿电压比肖特基二极管大,但是反向恢复时间过长,因此仍然不能满足实际工作的需要。
实用新型内容有鉴于此,有必要针对上述问题,提供一种反向击穿电压高且反向恢复时间短的超快恢复二极管。—种超快恢复二极管,包括框架及焊接在框架上的至少一个芯片,所述超快恢复二极管的反向恢复时间为20-40ns,反向击穿电压为180V-300V。优选的,所述超快恢复二极管是单管。优选的,所述超快恢复二极管还包括键合丝、第一引脚、第二引脚,所述第一引脚与框架是绝缘的,所述第二引脚与框架是导通的,所述芯片的阴极与框架连接,所述芯片的阳极通过键合丝与第一引脚连接。优选的,所述超快恢复二极管还包括键合丝、第一引脚、第二引脚,所述第一引脚与框架是绝缘的,所述第二引脚与框架是导通的,所述芯片的阳极与框架连接,所述芯片的阴极通过键合丝与第一引脚连接。优选的,所述超快恢复二极管是共阴对管。优选的,所述超快恢复二极管还包括键合丝、第一引脚、第二引脚、第三引脚,所述至少一个芯片是第一芯片和第二芯片,所述第一引脚和第二引脚与框架是绝缘的,所述第三引脚与框架是导通的,所述第一芯片和第二芯片的阴极分别与框架连接,所述第一芯片的阳极通过键合丝与第一引脚连接,所述第二芯片的阳极通过键合丝与第二引脚连接。优选的,所述超快恢复二极管是共阳对管。优选的,所述超快恢复二极管还包括键合丝、第一引脚、第二引脚、第三引脚,所述至少一个芯片是第一芯片和第二芯片,所述第一引脚和第二引脚与框架是绝缘的,所述第三引脚与框架是导通的,所述第一芯片和第二芯片的阳极分别与框架连接,所述第一芯片的阴极通过键合丝与第一引脚连接,所述第二芯片的阴极通过键合丝与第二引脚连接,所述塑封外壳密封第一芯片、第二芯片及键合丝。优选的,所述超快恢复二极管采用T0-220封装。上述超快恢复二极管的反向恢复时间为20-40ns,反向击穿电压为180V_300V,由此可见,上述超快恢复二极管的反向击穿电压比传统的二极管要高,反向恢复时间比传统的二极管要短,可以很好的满足实际工作的需要。图l是超快恢复图2是超快恢复图3是超快恢复极管的内部结构原理图。极管的示意图。极管的封装成品图。具体实施方式图1是超快恢复二极管的内部结构原理图。从内部结构看,超快恢复二极管可分成单管和对管。对管内部包含两只快恢复二极管,根据两只二极管接法的不同,又分为共阴对管和共阳对管。图l(a)是单管的示意图,图l(b)是共阴对管的示意图,图3(c)是共阳对管的示意图。图2是超快恢复二极管的示意图。超快恢复二极管20包括框架21、芯片22、键合丝23、第一引脚24、第二引脚25、第三引脚26、塑封外壳(图未示)。第一引脚24和第二引脚25与框架21是绝缘的,第三引脚26与框架21是导通的。现以超快恢复二极管20为共阴对管的情况进行说明。两个芯片22的阴极直接焊接在框架21上,两个芯片22的阳极分别通过键合丝23与第一引脚24和第二引脚25连接。即第一引脚24和第二引脚25是超快恢复二极管20的阳极,第三引脚26是超快恢复二极管20的阴极。单管和共阳对管的情况可依此类推。下面对超快恢复二极管20的生产工艺进行说明。芯片22的生产工艺包括如下步骤(1)、一次扩散(封闭扩散)清洗干净的原始硅片,1200125(TC扩散炉恒温扩散,采用99.9999%纯家源扩散,表面浓度为10171018/cm3。(2)、单面去P型用磨片机磨掉扩散片的一面P型面。(3)、磷沉积清洗干净的去掉一面的扩散片,1000115(TC扩散炉恒温扩散,采用液态源三氯氧磷(P0C13)扩散,表面浓度为^19X1019/cm3。(4)、P面去磷用丝网印刷机印刷磨过的那一面,将P型面的磷腐蚀掉。(5)、磷推进清洗干净扩散片,1200125(TC扩散炉恒温推进。(6)、杂质纸源扩散清洗干净扩散片,1200125(TC扩散炉BP纸杂质纸源扩散,P和N型面表面浓度均为1.010X1021/cm3。(7)、氧化清洗干净扩散片,1200125(TC扩散炉恒温氧化。(8)、硅片扩铂清洗干净扩散片,扩散炉恒温扩散1545分钟,温度80(TC至95(TC,钼液采用三氯化铂溶液,浓度为0.52.5%。(9)、割圆用割圆机将扩铂硅片割成所需大小。(10)、烧结清洗干净扩散片、圆钼片、铝硅片,按顺序装入模具,放进650700°C的烧结炉中进行烧结合金。(11)、蒸发坚膜烧结好的芯片,清洗干净放进镀膜机中蒸铝,再放进烧结炉中坚膜合金。(12)、喷角蒸坚好的芯片,在喷角机上喷出正角。(13)、磨角腐蚀保护将喷角的芯片,在磨角机上磨出小的斜角,在旋转腐蚀机上进行酸腐蚀,然后涂胶保护,常、高温固化,形成完整的芯片。(14)、中测芯片分别在伏安特性测试仪、通态压降测试台上测试耐压和正向压降。(15)、芯片电子辐照测试合格的芯片,到中照单位去进行电子辐照,辐照剂量106108。在芯片22的生产过程中采用了外延工艺和铂液态源扩散工艺,这样可以降低少数载流子寿命,从而达到縮短反向恢复时间的效果,经测试,超快恢复二极管20的反向恢复时间可以达到20-40ns。另外,通过化学腐蚀工艺形成台面,并通过玻璃钝化工艺保护PN结以减小表面污染,从而降低表面漏电流,提高反向击穿电压,反向击穿电压可以达到180V-300V,正向导通压降在0.8-1.1V之间。将制作好的芯片22通过焊料焊接在框架21上,即粘片工艺。在粘片工艺中,焊料为低温含磷焊料,保护气体为氢气与氮气的混合气体,并且氢气占混合气体的15%-30%,混合气体用量为5-30L/min,粘片时间为50-300ms,框架加热温度为280_390°C。采用键合丝23连接芯片22的阳极与第一引脚24或第二引脚25,即键合工艺。键合丝23为硅铝丝。用塑封外壳密封芯片22和键合丝23,即塑封工艺。在塑封工艺中,模具表面温度控制在150-20(TC,预热台表面温度控制在150士3(TC,合模压力控制在8-14MPa,注进压力控制在2-6MPa,实际注进时间控制在10-20s,固化时间不得小于60-200s/模。超快恢复二极管20采用T0-220封装,封装成品如图3所示。接着进行固化、电镀、切筋、测试等工艺,最后将测试合格的超快恢复二极管20包装入库。超快恢复二极管20的主要测试参数如下表所示测试参数领lj试值反向电压180V-300V正向电流>18A正向电压0.8-1.IV最大反向漏电流《25uA反向恢复时间20-40ns5<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。权利要求一种超快恢复二极管,其特征在于所述超快恢复二极管包括框架及焊接在框架上的至少一个芯片,所述超快恢复二极管的反向恢复时间为20-40ns,反向击穿电压为180V-300V。2.根据权利要求l所述的超快恢复二极管,其特征在于所述超快恢复二极管是单管。3.根据权利要求2所述的超快恢复二极管,其特征在于所述超快恢复二极管还包括键合丝、第一引脚、第二引脚,所述第一引脚与框架是绝缘的,所述第二引脚与框架是导通的,所述芯片的阴极与框架连接,所述芯片的阳极通过键合丝与第一引脚连接。4.根据权利要求2所述的超快恢复二极管,其特征在于所述超快恢复二极管还包括键合丝、第一引脚、第二引脚,所述第一引脚与框架是绝缘的,所述第二引脚与框架是导通的,所述芯片的阳极与框架连接,所述芯片的阴极通过键合丝与第一引脚连接。5.根据权利要求1所述的超快恢复二极管,其特征在于所述超快恢复二极管是共阴对管。6.根据权利要求5所述的超快恢复二极管,其特征在于所述超快恢复二极管还包括键合丝、第一引脚、第二引脚、第三引脚,所述至少一个芯片是第一芯片和第二芯片,所述第一引脚和第二引脚与框架是绝缘的,所述第三引脚与框架是导通的,所述第一芯片和第二芯片的阴极分别与框架连接,所述第一芯片的阳极通过键合丝与第一引脚连接,所述第二芯片的阳极通过键合丝与第二引脚连接,所述塑封外壳密封第一芯片、第二芯片及键合丝。7.根据权利要求1所述的超快恢复二极管,其特征在于所述超快恢复二极管是共阳对管。8.根据权利要求5所述的超快恢复二极管,其特征在于所述超快恢复二极管还包括键合丝、第一引脚、第二引脚、第三引脚,所述至少一个芯片是第一芯片和第二芯片,所述第一引脚和第二引脚与框架是绝缘的,所述第三引脚与框架是导通的,所述第一芯片和第二芯片的阳极分别与框架连接,所述第一芯片的阴极通过键合丝与第一引脚连接,所述第二芯片的阴极通过键合丝与第二引脚连接,所述塑封外壳密封第一芯片、第二芯片及键合丝。9.根据权利要求1所述的超快恢复二极管,其特征在于所述超快恢复二极管采用T0-220封装。专利摘要本实用新型涉及一种超快恢复二极管,所述超快恢复二极管包括框架及焊接在框架上的至少一个芯片,所述超快恢复二极管的反向恢复时间为20-40ns,反向击穿电压为180V-300V。所述超快恢复二极管的反向击穿电压比传统的二极管要高,反向恢复时间比传统的二极管要短,可以很好的满足实际工作的需要。文档编号H01L25/07GK201438466SQ20092013292公开日2010年4月14日申请日期2009年6月16日优先权日2009年6月16日发明者谭楠,高燕辉申请人:深圳市晶导电子有限公司
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