一种结温250℃的碳化硅二极管芯片绝缘保护方法与流程
本发明属于电力电子器件制造技术，涉及航空发电机用高温碳化硅二极管的制造，具体为一种结温250℃的碳化硅二极管芯片绝缘保护方法。
背景技术：
碳化硅(sic)材料具有优良的宽禁带半导体特性，在高温、高压和辐照环境下的应用日益广泛。一般来讲，传统硅基器件的结温最高在175℃左右，而碳化硅由于其宽禁带特性，制造的芯片最高结温可达500℃左右，如果考虑适当的管壳、焊料、灌封材料等因素，封装的碳化硅器件结温应能超过200℃，这些高温、高频特性使得其在电力电子器件领域有广阔应用前景。然而目前国内大部分企业以碳化硅芯片、碳化硅材料研究为主，碳化硅器件研究主要是工作温度在(-55～175)℃的塑封器件为主，对高温(最高工作温度大于200℃)碳化硅器件的封装与筛选涉及较少，对于高温碳化硅器件的应用涉及较少。
对于结温250℃的碳化硅二极管，在封帽前需用高温绝缘材料涂覆用以保护芯片，以防机械损伤、污染、腐蚀和边缘击穿放电等。现有硅整流管芯片焊接保护所用绝缘材料为硅橡胶gd-401，gd-401为单组份室温硫化硅橡胶，产品硫化后成弹性体，可在-55～200℃范围内长期使用，具有良好的电绝缘性和优良的耐老化性，但无法满足结温250℃的碳化硅二极管芯片绝缘保护要求。
技术实现要素：
为满足结温250℃的碳化硅二极管封帽前绝缘保护芯片的目的，本发明提供了一种250℃碳化硅二极管芯片绝缘保护方法，使得高温碳化硅二极管能在-55～250℃的温度下工作，解决了高温碳化硅器件封装的芯片保护技术，为研制满足航空发电机用250℃碳化硅二极管奠定基础。
本发明提出的250℃碳化硅二极管芯片绝缘保护方法，在高温碳化硅二极管封帽前在芯片边缘涂覆及在管壳内腔内填充双层胶保护芯片，通过双层保护胶的分别固化，达到保护芯片，防止芯片机械损伤、污染和腐蚀及芯片边缘击穿放电等目的。其中聚酰亚胺胶边缘涂覆固化及瓦克高温胶填充内腔并固化，聚酰亚胺胶具有耐高温、低应力缓冲和低杂质金属离子含量等优点，可用于器件芯片边缘的缓冲涂层，起到防止芯片边缘击穿放电的作用，而高温瓦克胶为硅凝胶915ht和catpt的混合胶，按比例配合并固化后，耐温可达250℃，具有良好的电绝缘性和优良的耐老化性。这种双层胶的保护，可满足结温250℃的碳化硅二极管芯片绝缘保护的要求。
本发明的具体技术方案为：
所述一种结温250℃的碳化硅二极管芯片绝缘保护方法，其特征在于：碳化硅芯片安装到二极管的管座组件内，碳化硅芯片另一侧与二极管的内引线组件接触，二极管的管座组件、碳化硅芯片以及内引线组件装配后焊接，焊接完成后，采用以下步骤对碳化硅芯片进行绝缘保护：
步骤1：用无水乙醇棉球清洗焊接后的碳化硅芯片边缘及管座组件内腔，晾干后，蘸取聚酰亚胺胶均匀的涂覆在碳化硅芯片的边缘，不出现有漏涂现象；
步骤2：将经过步骤1处理后的未封帽的碳化硅二极管放置在托盘上，置于超净工作台在室温下晾置24小时；
步骤3：将晾置后的碳化硅二极管连同托盘一起放入高温烘箱进行烘烤，烘烤温度100±3℃，时间0.5h；
步骤4：将未封帽的碳化硅二极管连同托盘一起移入有氮气保护的烘箱，按下列规范烘烤，且在每个升温过程中通3～5分钟氮气：
升温至140±3℃，恒温0.5h，再升温至200±3℃，恒温0.5h，之后升温至250±3℃，恒温0.5h，而后升温至320±3℃，恒温2h，最后自然冷却至室温；
步骤5：对未封帽的碳化硅二极管进行反向重复平均电流测试和正向峰值电压测试，淘汰不合格品；
步骤6：用无水乙醇棉球清洗管座组件内腔，烘干待用；
步骤7：按照wacker915ht∶wackercatpt＝10∶1的比例配置瓦克高温胶；
步骤8：瓦克高温胶配置好后，晾置1小时，然后用滴管吸入高温胶，滴涂在管座组件内腔，不出现有漏涂现象；
步骤9：将未封帽的碳化硅二极管在室温下晾置至少2小时，且不超过48小时；
步骤10：将晾置后的碳化硅二极管放入高温烘箱，按下列规范进行高温烘烤固化：
升温至100±3℃，恒温40分钟，再升温至200±3℃，恒温0.5h，之后升温至250±3℃，恒温1h，最后自然冷却至室温。
通过这种双层胶的涂覆和固化后既可满足250℃的高温要求，又有绝缘性能优良、硬度小，能够对外界应力起到缓冲作用，达到了对芯片绝缘隔离保护的作用。
有益效果
本发明提供了一种高温碳化硅二极管芯片绝缘保护的方法，并经过温度循环试验(试验条件：
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1聚酰亚胺胶固化曲线；
图2瓦克高温胶固化曲线；
图3聚酰亚胺胶涂覆部位；
图4瓦克高温胶涂覆部位。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明的绝缘保护方法，是在碳化硅芯片安装到二极管的管座组件内，二极管的管座组件、碳化硅芯片以及内引线组件装配焊接完成后，二极管封帽前，对碳化硅芯片进行的绝缘保护，具体包括以下步骤：
步骤1：用无水乙醇棉球清洗焊接后的碳化硅芯片边缘及管座组件内腔，晾干后，用小毛笔蘸取聚酰亚胺胶均匀的涂覆在碳化硅芯片的边缘，不出现有漏涂现象。
步骤2：将经过步骤1处理后的未封帽的碳化硅二极管放置在托盘上，置于超净工作台在室温下晾置24小时。
步骤3：将晾置后的碳化硅二极管连同托盘一起放入高温烘箱进行烘烤，烘烤温度100±3℃，时间0.5h。
步骤4：将未封帽的碳化硅二极管连同托盘一起移入有氮气保护的烘箱，按下列规范烘烤，且在每个升温过程中通3～5分钟氮气：
升温至140±3℃，恒温0.5h，再升温至200±3℃，恒温0.5h，之后升温至250±3℃，恒温0.5h，而后升温至320±3℃，恒温2h，最后自然冷却至室温。
步骤5：对未封帽的碳化硅二极管进行反向重复平均电流测试和正向峰值电压测试，淘汰不合格品；
其中反向重复平均电流测试：ta＝(25±5)℃，vrrm＝1200v；要求：irr(av)≤100μa；
正向峰值电压测试：ta＝(25±5)℃，ifm＝40a；要求：vfm≤2v。
步骤6：用无水乙醇棉球清洗管座组件内腔，用红外线灯烘干待用。
步骤7：按照质量比wacker915ht∶wackercatpt＝10∶1的比例配置瓦克高温胶。
步骤8：瓦克高温胶配置好后，晾置1小时，然后用滴管吸入高温胶，滴涂在管座组件内腔，涂覆时采用放大镜观察，不出现有漏涂现象；
步骤9：将未封帽的碳化硅二极管在室温下晾置至少2小时，且不超过48小时。
步骤10：将晾置后的碳化硅二极管连同托盘一起放入高温烘箱，按下列规范进行高温烘烤固化：
升温至100±3℃，恒温40分钟，再升温至200±3℃，恒温0.5h，之后升温至250±3℃，恒温1h，最后自然冷却至室温取出。
通过这种上述这种涂覆和固化后的双层胶的涂覆和固化后既可满足250℃的高温要求，又有绝缘性能优良、硬度小，能够对外界应力起到缓冲作用，达到了对芯片绝缘隔离保护的作用。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
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