浪涌保护器件的制作方法

本发明属于半导体芯片
技术领域：
，尤其涉及一种浪涌保护器件。
背景技术：
：浪涌保护器件是一种用于电路保护的二极管，英文缩写为tvs，所以也称为tvs二极管。工作时，tvs二极管与被保护器件在电路中并联，当电路中有峰值电压经过时，tvs二极管被反向击穿导通，使后续器件不受高压冲击，从而达到保护的目的。tvs二极管的封装是影响其性能的重要因素，而环氧树脂因为其良好的物理机械性能和电气性能，以及低成本、良好的可靠性等优点而占封装材料的95%以上，黏度一直是影响环氧树脂组合物封装性能的一个重要因素，在塑封的过程中，塑封料对金丝冲击力的大小，直接影响到二极管的性能，黏度较大时会造成金丝变形而引起短路，从而降低了成品率。技术实现要素：本发明目的在于提供一种浪涌保护器件，该瞬态电压抑制器在封装时，可以大大减少冲丝、分层、气孔等不良现象，提高器件的封装成品率。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种浪涌保护器件，包括第一引线、第二引线和芯片，所述第一引线、第二引线各自的端部与芯片位于环氧绝缘体内，所述第一引线、第二引线各自的端部具有一凹槽，此第一引线、第二引线各自端部分别与芯片的第一金属层、第二金属层之间通过焊片电连接，所述焊片嵌入引线端部的凹槽且焊片的厚度大于凹槽的深度；所述芯片进一步包括硅基片，此硅基片包括垂直方向相邻的n型掺杂区、p型掺杂区，所述p型掺杂区四周具有一沟槽，所述沟槽的表面覆盖有绝缘钝化保护层，此绝缘钝化保护层由沟槽底部延伸至p型掺杂区表面的边缘区域，所述p型掺杂区的上表面覆盖作为电极的第一金属层，所述n型掺杂区下表面覆盖作为另一个电极的第二金属层；所述n型掺杂区进一步包括垂直方向相邻的轻掺杂n型层、重掺杂n型层，所述p型掺杂区进一步包括垂直方向相邻的轻掺杂p型层、重掺杂p型层，所述轻掺杂n型层与轻掺杂p型层接触，所述重掺杂p型层、重掺杂n型层分别位于硅基片上表面和下表面，所述重掺杂n型层中心处具有一中掺杂p型子区，此中掺杂p型子区位于重掺杂n型层内，所述中掺杂p型子区和位于中掺杂p型子区周边的重掺杂n型层均与第二金属层电连接；所述环氧绝缘体的原料包括以下重量份组分：环氧树脂80~100份，苯酚树脂40~60份，硅微粉75~90份，纳米二氧化硅颗粒0.3~2份，杂氮二环0.1~1.5份，异辛基苯基聚氧乙烯醚0.5~1.5份，三-（二甲胺基甲基）苯酚0.2~1.5份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷2~6份，脱模剂3~8份，阻燃剂5~15份。上述技术方案中进一步改进的技术方案如下：1.上述方案中，所述重掺杂p型层的宽度与重掺杂n型层的宽度比为10~25：100。2.上述方案中，所述重掺杂p型层厚度与重掺杂n型层厚度的厚度比为10：12~20。3.上述方案中，所述焊片的厚度与凹槽的深度的比值为10：（3~6）。4.上述方案中，所述硅微粉的颗粒度为260~380目。5.上述方案中，所述阻燃剂为磷氮系列阻燃剂、结晶水盐类阻燃剂或它们的混合物。6.上述方案中，所述硅微粉为熔融硅微粉。7.上述方案中，所述脱模剂为硅油、含氟硅油、有机硅聚合物或异辛酸酯中的至少一种。由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：1、本发明浪涌保护器件，其n型掺杂区进一步包括垂直方向相邻的轻掺杂n型层、重掺杂n型层，所述p型掺杂区进一步包括垂直方向相邻的轻掺杂p型层、重掺杂p型层，所述轻掺杂n型层与轻掺杂p型层接触，所述重掺杂p型层、重掺杂n型层分别位于硅基片上表面和下表面，所述重掺杂n型层中心处具有一中掺杂p型子区，此中掺杂p型子区位于重掺杂n型层内，所述中掺杂p型子区和位于中掺杂p型子区周边的重掺杂n型层均与第二金属层电连接，在正常工作范围内，具有更低的钳位电压，增强了器件的抗浪涌能力，正向通流能力可以更好满足保护需求；其次，其第一引线、第二引线各自的端部具有一凹槽，此第一引线、第二引线各自端部分别与芯片的第一金属层、第二金属层之间通过焊片电连接，焊片嵌入引线端部的凹槽且焊片的厚度大于凹槽的深度，焊片焊接时融化更均匀，避免芯片跑偏，以及防止挂桥引起的短路，提高了器件的可靠性。2、本发明浪涌保护器件，其环氧绝缘体配方采用环氧树脂80~100份、苯酚树脂40~60份和硅微粉75~90份，并添加纳米二氧化硅颗粒0.3~2份和杂氮二环0.1~1.5份，平衡了树脂与无机填料间的相互作用力，在降低黏度的同时，改善了组合物的流动性，且不损坏组合物的固化特性，保证组合物与被封装材料的结合力，进一步添加异辛基苯基聚氧乙烯醚0.5~1.5份，改善了组合物的耐吸水性，在对器件进行封装时，可以大大减少冲丝、分层、气孔等不良现象，提高器件的封装成品率，满足超大规模、超高速、高密度、大功率、高精度、多功能集成封装的需求，降低封装成本。附图说明附图1为本发明浪涌保护器件中芯片结构示意图；附图2为本发明浪涌保护器件结构示意图。以上附图中：1、硅基片；2、n型掺杂区；3、p型掺杂区；4、沟槽；5、绝缘钝化保护层；6、第一金属层；7、第二金属层；8、轻掺杂n型层；9、重掺杂n型层；10、轻掺杂p型层；11、重掺杂p型层；12、中掺杂p型子区；13、第一引线；14、第二引线；15、芯片；16、凹槽；17、焊片；18、环氧绝缘体。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步描述：实施例1~4：一种浪涌保护器件，包括第一引线13、第二引线14和芯片15，所述第一引线13、第二引线14各自的端部与芯片位于环氧绝缘体18内，所述第一引线13、第二引线14各自的端部具有一凹槽16，此第一引线13、第二引线14各自端部分别与芯片15的第一金属层6、第二金属层7之间通过焊片17电连接，所述焊片17嵌入引线端部的凹槽16且焊片17的厚度大于凹槽16的深度；所述芯片15进一步包括硅基片1，此硅基片1包括垂直方向相邻的n型掺杂区2、p型掺杂区3，所述p型掺杂区3四周具有一沟槽4，所述沟槽4的表面覆盖有绝缘钝化保护层5，此绝缘钝化保护层5由沟槽4底部延伸至p型掺杂区3表面的边缘区域，所述p型掺杂区3的上表面覆盖作为电极的第一金属层6，所述n型掺杂区2下表面覆盖作为另一个电极的第二金属层7；所述n型掺杂区2进一步包括垂直方向相邻的轻掺杂n型层8、重掺杂n型层9，所述p型掺杂区3进一步包括垂直方向相邻的轻掺杂p型层10、重掺杂p型层11，所述轻掺杂n型层8与轻掺杂p型层10接触，所述重掺杂p型层11、重掺杂n型层9分别位于硅基片1上表面和下表面，所述重掺杂n型层9中心处具有一中掺杂p型子区12，此中掺杂p型子区12位于重掺杂n型层9内，所述中掺杂p型子区12和位于中掺杂p型子区12周边的重掺杂n型层9均与第二金属层13电连接。上述重掺杂p型层11的宽度与重掺杂n型层9的宽度比为12：100；上述重掺杂p型层11厚度与重掺杂n型层9厚度的厚度比为10：18；上述焊片17的厚度与凹槽16的深度的比值为10：5；上述环氧绝缘体18的原料包括以下重量份组分：表1组分实施例1实施例2实施例3实施例4环氧树脂808590100苯酚树脂55506048硅微粉80759085纳米二氧化硅颗粒0.81.31.50.7杂氮二环0.11.510.5异辛基苯基聚氧乙烯醚0.61.01.30.8三-（二甲胺基甲基）苯酚0.90.311.5γ-氨丙基三乙氧基硅烷2354脱模剂5236阻燃剂1012159上述硅微粉的颗粒度为260~380目；上述硅微粉为熔融硅微粉。实施例1中的脱模剂为硅油，阻燃剂为磷氮系列阻燃剂；实施例2中的脱模剂为含氟硅油，阻燃剂为结晶水盐类阻燃剂；实施例3中的脱模剂为有机硅聚合物，阻燃剂为结晶水盐类阻燃剂；实施例4中的脱模剂为异辛酸酯，阻燃剂为磷氮系列阻燃剂和结晶水盐类阻燃剂的混合物。上述环氧绝缘体18的原料制备方法包括以下步骤：s1.将环氧树脂80~100份和苯酚树脂40~60份，在反应釜中以70-110摄氏度进行热融混合，并搅拌均匀，再经冷却后粉碎成粉末；s2.将硅微粉75~90份、阻燃剂5~15份与γ-氨丙基三乙氧基硅烷2~6份在高速搅拌机中混合均匀，进行表面处理；s3.在以上两步获得的混合物中加入纳米二氧化硅颗粒0.3~2份、杂氮二环0.1~1.5份、异辛基苯基聚氧乙烯醚0.5~1.5份、三-（二甲胺基甲基）苯酚0.2~1.5份和脱模剂3~8份，混合均匀；s4.通过双螺杆挤出机对步骤三种获得的混合物进行熔融混炼，再经过压片、冷却、粉碎、成型制成环氧树脂组合物的成型材料。对比例1~3：一种环氧绝缘体，原料包括以下重量份组分：表2组分对比例1对比例2对比例3环氧树脂809085苯酚树脂556253硅微粉859075纳米二氧化硅颗粒-1.3-杂氮二环-1.2-异辛基苯基聚氧乙烯醚0.7--三-（二甲胺基甲基）苯酚0.91.10.5γ-氨丙基三乙氧基硅烷356脱模剂537阻燃剂121015上述硅微粉的颗粒度为260~380目；上述硅微粉为熔融硅微粉。对比例1中的脱模剂为硅油，阻燃剂为磷氮系列阻燃剂；对比例2中的脱模剂为有机硅聚合物，阻燃剂为结晶水盐类阻燃剂；对比例3中的脱模剂为异辛酸酯，阻燃剂为磷氮系列阻燃剂和结晶水盐类阻燃剂的混合物。制备工艺方法同实施例。上述实施例1~4和对比例1~3制得的环氧绝缘体的性能如表3所示：表3其中，螺旋流动长度测试方法为：称取样品，在流动模具温度为（175±2℃）、注塑压力为3.5mpa（35kg/cm2）、合模压力为21mpa（210kg/cm2）、注塑速度为6cm/sec的条件下，在模具中成型、固化2~3分钟测得；吸水率测试方法为：将电阻片在150℃的烘箱内预热15~20分钟后，将电阻片完全浸没在流化床里的环氧粉末中，并保证部分引脚在粉末液面以上没有被浸没，持续3s左右，放回烘箱内在加热10s左右，再次浸涂3s，反复浸涂3次后，将其放入烘箱内固化30min。将固化后的涂敷电容片放在高压蒸煮锅内进行蒸煮，条件为126℃，0.15mpa，连续蒸煮6~12小时后取出。测试蒸煮后电容片的重量，并与蒸煮前的重量进行比较，测得其增重的百分比。如表3的评价结果所示，各实施例中的环氧绝缘体无论是耐吸水性还是流动性均优于各对比例，且各实施例中的环氧绝缘体的黏度低于各对比例，用于瞬态电压抑制器中能够保证封装结构稳定性，大大减少冲丝、分层、气孔等不良现象，降低封装后内部气孔的发生率，提高封装成品率。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12