专利名称：一种晶闸管门极与阴极隔离的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种晶闸管制造方法，特别是涉及一种晶闸管门极与阴极隔离的制造方法。
背景技术：
随着晶闸管制造技术的进步，晶闸管朝着大电流和高电压的方向发展，为了提高晶闸管的动态特性，必须采用复杂的门极阴极结构。由于此种结构的放大门极与阴极是交叉分布的，不能按常规的方式进行封装，否则会造成放大门极和阴极的短路，使晶闸管不能正常开通。为了复杂门极阴极结构晶闸管封装的方便，国际、国内普遍采用的方法是，在晶闸管的阴极面上粘贴一片和阴极图形相似的钼片或其它导电片，使晶闸管阴极高于放大门极。这样处理后即可按常规的方法进行封装。上述现有技术的粘贴方法，明显存在下列不足之处1、生产封装周期长；2、操作麻烦增加两次钼片粘贴过程，将钼片卸下后，残余胶的去除困难；3、由于粘贴用胶的渗透，极有可能造成芯片与钼片的接触不良；若芯片是全压接芯片，由于粘贴胶的不均匀分布，在其后的器件测试封装过程中，容易造成芯片的破裂，使器件失效。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种操作简单，生产封装周期短，可有效地防止器件在其后的测试、封装过程中受到损伤的晶闸管放大门极与阴极隔离的制造方法。
本发明的目的通过下述技术方案予以实现包括晶闸管的芯片准备、测试和封装，在测试之前进行的步骤是，根据实际的门极与阴极图形进行相应的掩膜挡片制作和封装垫片制作，掩膜挡片安装，对准掩膜图形进行芯片安装，第一次蒸发，取下掩膜挡片和芯片，再一次进行芯片安装，第二次蒸发，常规工艺退火，刻蚀，台面造型与保护；在封装时，进行封装垫片安装。
本发明的目的还可以通过以下方式予以实现封装挡片为同心环形，材料为钼或其它导电良好的硬度高的金属材料。二次蒸发均在蒸发锅内进行，每次蒸发的厚度不少于10μm。刻蚀是采用光刻技术实现。
与现有技术相比，本发明具有以下优点采用掩膜、蒸发和光刻技术相结合的工艺方法，实现门极、放大门极与阴极的隔离，不需要粘贴导电片，有效地防止器件在其后的测试封装过程中受到损伤，封装时加装垫片，有效防止电迁徙提高芯片使用的可靠性。适合晶闸管制造商或生产企业采用。
图1为本发明的工艺流程框图；图2为晶闸管复杂门与阴极结构形状示意图；图3为本发明的简单同心环形封装垫片示意图；图4为本发明一实施例的晶闸管掩膜蒸发后芯片的截面示意图；图5为本发明一实施例的晶闸管二次蒸发后芯片的截面示意图。
图6为常规方法要求的晶闸管复杂门与阴极结构阴极导电片的截面示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明如图2、3所示，在晶闸管的结构中，一般将门极15设置在器件的中央，以方便门极15的引出，其中放大门极17是悬空的，阴极16在最外层。随着晶闸管朝大电流和高电压方向的发展，为了改善晶闸管器件的动态特性，有时必须采用与图2类似的复杂门极阴极结构。在封装的过程中，为了避免放大门极17与阴极16间的短路和方便封装，常规的方法是在阴极16面上粘贴一片和阴极面图形接近的导电片。本发明所述的方法就是通过采用掩膜、蒸发和刻蚀等手段，将阴极的厚度制作得比门极和放大门极的厚度至少厚10um，使阴极16和门极15、放大门极17不在一个水平面上，不需要粘贴导电片就达到了门极与阴极的隔离。
如图1所示，本发明的工艺流程包括步骤芯片准备1按照设计制造出晶闸管芯片备用；掩膜挡片和封装垫片制作2根据实际的放大门极与阴极图形制作掩膜挡片，封装垫片为如图3所示的简单同心环形，材料为钼或其它导电良好的硬度高的金属材料；掩膜挡片安装3用机械方式或者人工安装；芯片安装4对准掩膜图形进行；第一次蒸发5在蒸发锅内进行，蒸发厚度不少于10μm；取下掩膜挡片和芯片6，再一次进行芯片安装7，第二次蒸发8在蒸发锅内进行，蒸发厚度不少于10μm；退火9常规工艺处理；刻蚀10采用光刻技术；台面造型与保护11，测试12，封装垫片安装13和封装14按照常规的方法对晶闸管进行封装。
如图6所示，常规方法要求阴极导电片的形状与晶闸管的阴极图形相似，图形复杂，制造成本高。而本发明的方法不需要阴极导电片，封装前将简单同心环形的封装垫片装入其中，免除了阴极导电片的粘贴，明显可以降低生产成本。
图4为本发明实施例第一次蒸发5后的芯片截面图，18表示芯片本体剖视示意图，19为金属层厚度剖视示意图。
图5为本发明实施例第二次蒸发8后的芯片截面图，18表示芯片本体剖视示意图，19为金属层厚度剖视示意图。
将防止电迁移的封装垫片制作成如图3所示的简单同心环形，工艺简单，可以节约生产成本。
两次蒸发的间隔短，铝层在第二次蒸发8后使晶闸管的门极和放大极区低于阴极区，实现了复杂门与阴极结构晶闸管的门与阴极隔离，阴极导电层为一整体结构，免除了测试前常规方法下需粘贴的阴极导电片，可以减少封装过程中的报废率，同时由于封装时加装一简单同心环形垫片，既简化了芯片阴极导电层的加工，又保证了芯片的使用可靠性，缩短了交货周期。
本发明的第二个实施例是对于简单门极阴极结构的晶闸管，只需要一次蒸发处理，其工艺流程简化如下芯片准备1按照设计制造出晶闸管芯片备用；芯片安装4；第一次蒸发5在蒸发锅内进行，蒸发厚度不少于10μm；退火9常规工艺处理；刻蚀10采用光刻技术；台面造型与保护11，测试12，防止电迁移的封装垫片安装13；封装14按照常规的方法对晶闸管进行封装。本发明所述的方法可以根据实际需要合理简化。
权利要求
1.一种晶闸管门极与阴极隔离的制造方法，包括晶闸管的芯片准备(1)、测试(12)和封装(14)，其特征在于在测试(12)之前进行的步骤是，掩膜挡片和封装垫片制作(2)，掩膜挡片安装(3)，对准掩膜图形进行芯片安装(4)，第一次蒸发(5)，取下掩膜挡片和芯片(6)，再一次进行芯片安装(7)，第二次蒸发(8)，常规工艺退火(9)，刻蚀(10)，台面造型与保护(11)；在封装(14)之前，进行封装垫片安装(13)。
2.根据权利要求1所述的晶闸管门极与阴极隔离的制造方法，其特征在于所述封装挡片为同心环形，材料为钼或其它导电良好硬度高的金属材料。
3.根据权利要求1或2所述的晶闸管门极与阴极隔离的制造方法，其特征在于所述二次蒸发均在蒸发锅内进行，每次蒸发的厚度不少于10μm。
4.根据权利要求1或2所述的晶闸管门极与阴极隔离的制造方法，其特征在于所述刻蚀是采用光刻技术实现。
5.根据权利要求3所述的晶闸管门极与阴极隔离的制造方法，其特征在于所述刻蚀是采用光刻技术实现。
全文摘要
本发明公开了一种晶闸管门极与阴极隔离的制造方法，包括晶闸管的芯片准备(1)、测试(12)和封装(14)，在测试(12)之前进行的步骤是，掩膜挡片和封装垫片制作(2)，掩膜挡片安装(3)，对准掩膜图形进行芯片安装(4)，第一次蒸发(5)，取下掩膜挡片和芯片(6)，再一次进行芯片安装(7)，第二次蒸发(8)，常规工艺退火(9)，刻蚀(10)，台面造型与保护(11)，在封装(14)之前，进行防止电迁移的封装垫片安装(13)。本发明采用掩膜、蒸发和光刻技术相结合的工艺方法，不需要粘贴阴极导电片就实现了门极、放大门极与阴极的隔离，有效地防止器件在其后的测试封装过程中受到损伤。适合晶闸管制造商或生产企业采用。
文档编号H01L21/50GK1828847SQ20061003119
公开日2006年9月6日 申请日期2006年1月25日 优先权日2006年1月25日
发明者黄建伟, 刘国友, 邹冰艳, 李世平, 丁昱 申请人:株洲南车时代电气股份有限公司