一种微型玻璃钝化封装整流二极管的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微型整流二极管，具体涉及一种微型玻璃钝化封装整流二极管。
【背景技术】
[0002]微型整流二极管体积小，适用于安装空间小、产品重量需严格控制的场合。目前，市场上大部分的微型整流二极管均采用塑料封装方式，塑料封装会导致高温反向漏电流大、工作温度范围较窄，只能在_55°C?125°C温度下工作并且可靠性不高，不能运用在航空、航天等对产品可靠性要求较高的领域。若采用玻璃封装方式就能在很大程度上解决以上问题。但是微型整流二极管的玻璃封装比较难以实现，特别是封装玻璃外壳直径小于1_的、可靠性高的微型玻璃封装整流二极管产品在国内市场上还很少见。
【发明内容】
[0003]为解决上述技术问题，本发明公开了一种微型玻璃钝化封装整流二极管，该微型玻璃钝化封装整流二极管通过特殊的制备方法得以实现，封装完成的玻璃外壳的最大直径小于Imnin
[0004]本发明的具体技术方案公开如下。
[0005]本发明公开的微型玻璃钝化封装整流二极管，包括管芯、电极、引线和玻璃封装外壳。所述管芯为单晶硅制成的PN结，其P面和N面分别依次与电极和引线连接。所述管芯与电极通过金属薄膜层熔焊键合在一起，所述电极和引线通过铜焊片熔融焊接在一起。所述电极由金属钼或金属钨制成，所述引线由金属镍或铁镍合金制成，所述金属薄膜层由铝或银制成。所述管芯和电极完全包覆在玻璃封装外壳内部。
[0006]进一步的，所述玻璃封装外壳的最大直径为0.7?1.0mm，长度为1.0?1.5mm。
[0007]进一步的，所述金属薄膜层通过真空蒸镀方法制备在管芯的P面和N面上。
[0008]进一步的，所述管芯的厚度为0.1?0.4±0.05mm,金属薄膜层的厚度为0.01?0.015±0.002mm，所述电极的厚度为0.2?0.4±0.05_。
[0009]进一步的，所述管芯和电极的直径为0.4?0.6±0.05mm,所述引线的直径为0.1 ?0.4±0.05mm。
[0010]本发明公开的微型玻璃钝化封装整流二极管的制备方法包含以下步骤:
[0011](I)制备管芯。通过深结扩散方法在单晶硅片上形成PN结，再通过真空蒸镀方法在PN结的P面和N面制备铝或银的金属薄膜层，然后通过超声切割将镀有金属薄膜层的PN结单晶硅芯片切割成直径为0.5?0.6mm的管芯。
[0012](2)腐蚀清洗管芯。采用硝酸、氢氟酸、硫酸和冰乙酸的混合酸对切割好的管芯进行腐蚀，硝酸、氢氟酸、硫酸和冰乙酸的质量百分浓度分别为:95%?98%、多40%、65%?68%和彡99.5%，配制混合酸时取用的硝酸、氢氟酸、硫酸、冰乙酸的体积比为6:2:3:5，腐蚀完成后的管芯用丙酮进行超声波清洗，然后进行脱水、烘干。通过上述混合酸的腐蚀清洗，能够有效去除芯片台面的机械损伤层和杂质离子。
[0013](3)烧焊组装。以铜焊片作为焊料，通过真空高温烧结方法将钼或钨电极与镍金属引线或铁镍合金引线烧焊在一起形成整体的电极引线，真空烧结的温度为800?900°C ;再将两个电极引线与一个管芯配组装入石墨模具中，配组时两个电极引线的电极端面分别与管芯的P面和N面上的金属薄膜紧密接触，电极引线、管芯、电极引线依次竖直叠放，并在上部电极引线上放置具有一定重量的金属帽；再将石墨模具放入真空烧结炉中，并在高温下将电极引线和管芯进行熔焊键合，铝金属薄膜对应的熔焊键合温度为620?750°C，银金属薄膜对应的熔焊键合温度为450?550°C。在上部电极引线上放置金属帽的目的是为了让电极端面与管芯紧密贴合，提高熔焊键合的质量。管芯上的金属薄膜是实现电极引线与管芯键合的焊料。
[0014](4)台面腐蚀。将烧焊组装好的二极管插入专用的腐蚀盘中，并采用硝酸、氢氟酸、冰乙酸、硫酸和磷酸的混合酸对其进行腐蚀，腐蚀两次，每次30秒钟；所用硝酸、氢氟酸、冰乙酸、硫酸和磷酸的质量百分比浓度分别为:95%?98%，彡40%，彡99.5%，65%?68%，^ 85%，配置混合酸时取用的硝酸、氢氟酸、冰乙酸、硫酸和磷酸的体积比为1.2:1:1:2:I ;腐蚀完成后用大量去离子水进行冲洗。上述混合酸的配比有利于对管芯台面的清洗，同时又能尽量减少其对电极材料的腐蚀。
[0015](5)封装成型。将腐蚀清洗后的管芯组件打弯后手工均匀涂覆玻璃粉浆，除引线部分，然后将其插放到石英砂成型舟中，送入高温成型炉中成型；成型温度为610°C?685°C，成型时间1.5?2.5小时。
[0016]本发明的有益效果在于:将玻璃钝化封装的整流二极管的外部直径做到I个毫米以下，实现了整流二极管的微型化；同时，玻璃钝化封装相比塑料封装，二极管的高温反向漏电流小、工作温度范围宽、可靠性高。
【附图说明】
[0017]图1为本发明公开的微型玻璃钝化封装整流二极管的结构示意图；
[0018]图中:1-管芯，2-金属薄膜层，3-电极，4-铜焊片，5-玻璃封装外壳，6_引线。
【具体实施方式】
[0019]下面进一步描述本发明的技术方案，应当理解，本发明要求保护的范围并不局限于所述。
[0020]本发明公开的微型玻璃钝化封装整流二极管，包括管芯1、电极3、引线6和玻璃封装外壳3。所述管芯I为单晶硅制成的PN结，其P面和N面分别依次与电极3和引线6连接。所述管芯I与电极3通过金属薄膜层2熔焊键合在一起，所述电极3和引线6通过铜焊片4熔融焊接在一起。所述电极3由金属钼或金属钨制成(或者适用于此种封装结构的所有金属电极材料)，所述引线6由金属镍或铁镍合金制成(或者适用于此种封装结构的所有金属电极材料)，所述金属薄膜层2由铝或银制成。所述管芯I和电极3完全包覆在玻璃封装外壳3内部。
[0021]具体的，上述微型玻璃钝化封装整流二极管中:所述玻璃封装外壳5的最大处直径为0.7?1.0mm,长度为1.0?1.5mm ;所述金属薄膜层2通过真空镀膜方法制备在管芯的P面和N面上，例如真空蒸镀方法；所述管芯I的厚度为0.1?0.4±0.05mm，金属薄膜层2的厚度为0.0l?0.015±0.002mm，所述电极3的厚度为0.2?0.4±0.05mm ;所述管芯I和电极3的直径为0.4?0.6 ± 0.05mm，所述引线的直径为0.1?0.4 ± 0.05_。上述尺寸可以根据实际需求在各自范围内进行调整。
[0022]本发明公开的微型玻璃钝化封装整流二极管的制备方法包含以下步骤:
[0023](I)制备管芯。通过深结扩散方法在单晶硅片上形成PN结，再通过真空蒸镀方法在PN结的P面和N面制备铝或银的金属薄膜层，再通过超声切割将镀有金属薄膜层的PN结单晶硅芯片切割成直径为0.5?0.6mm的管芯。
[0024](2)腐蚀清洗管芯。采用硝酸、氢氟酸、硫酸和冰乙酸的混合酸对切割好的管芯进行腐蚀，硝酸、氢氟酸、硫酸和冰乙酸的质量百分浓度分别为:95%?98%、多40%、65%?68%和彡99.5%，配制混合酸时取用硝酸、氢氟酸、硫酸、冰乙酸的体积配比为6:2:3:5，腐蚀时间为3?5min，腐蚀完成后的管芯用丙酮进行超声波清洗，然