新型光伏二极管及其生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及光伏二极管领域，具体涉及一种新型光伏二极管及其生产工艺。光伏二极管的结构巧妙，工艺完善成熟，产品加工生产效率高，产品散热好，温升低，使用寿命长。本发明的优点是光伏二极管的结构巧妙，工艺完善成熟，产品加工生产效率高，产品散热好，温升低，使用寿命长，环氧树脂从大钉头面注入，反冲进入芯片表面，最大限度降低对芯片的冲击，有效降低注塑应力；产品使用过程：因芯片与引线之间的接触面增大，因而，芯片所产生的热量能够较快地传递出去，从而降低芯片结温，延长产品使用寿命，且提升了整流效率；光伏二极管的引线上的环形圆板的设计在加工过程中起到锁模作用，成型注塑后增加机械强度。
【专利说明】新型光伏二极管及其生产工艺
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光伏二极管领域，具体涉及一种新型光伏二极管及其生产工艺。
【背景技术】
[0002] 光伏二极管是光伏发电系统的重要保护器件，广泛与太阳能电池组件配套使用， 同时也可应用于低压高频开关装置中，以及计算机、家用电器、程控交换机等的电源系统 中，既可作整流用，也可作箝位用。（此应用方面暂未能全面推广）随着清洁、无污染、可再 生的太阳能开发利用，通讯自动化技术和家用电器的飞速发展，光伏二极管的应用市场将 不断扩大。随着光伏产业的快速发展，太阳能组件对光伏二极管散热能力和使用寿命的要 求也越来越高。目前市场上光伏二极管受其结构的影响，散热能力较差，导致现有光伏二极 管温度升高较快，可能会使太阳能组件的接线盒变形，导致整个组件使用寿命短；因此，要 满足现在太阳能组件对光伏二极管散热能力较强和使用寿命长等要求，就必须要求光伏二 极管具有新型性高散热能力且使用寿命长的特点。
【发明内容】
[0003] 为了解决上述问题，本发明提出了一种新型光伏二极管及其生产工艺，光伏二极 管的结构巧妙，工艺完善成熟，产品加工生产效率高，产品散热好，温升低，使用寿命长。
[0004] 为了达到上述发明目的，本发明提出了以下技术方案： 新型光伏二极管的生产工艺，它包括工艺流程：引线排向一装一次焊片一分向板装芯 片一装二次焊片一焊接一注塑一固化引脚电镀一印字测试一包装出货；具体操作如下： 1)引线排向：打开排向机总电源、振荡开关、气源开关，检查机台卫生状况，要求机台及 区域地面无积尘、无残留引线及其他杂物；接班时与上班人员共同确认，设备(含夹具）应完 整无损，试机正常，完成设备点检表未接班请上班人员打扫合格，已接班请自行打扫合格。 操作时作业员必须戴好手套，不戴手套手上的汗渍会导致引线氧化，严禁不戴手套或将手 套手指端部剪除等不良现象。每盒引线投入前需确认引线规格是否与生产要求一致，引线 有无明显氧化、弯曲等不良如有异常及时反馈班长处理，每次加料不超过1/3盒，适中调整 振荡盘及导料板振荡速度；振荡盘保持清洁，开班前用沾有丙酮的汗布进行擦拭，然后每4 小时擦拭一次，长时间不擦拭振荡盘会产生引线沾污。每次的加量< 1/3盒，倒入量过多在 振荡过程中会产生引线弯曲比例上升且易产生引线沾污，每次加料前必须将弯引线挑出。
[0005] 将焊接盘置于排向固定架上固定好，取相应规格的石墨舟，将压克力盒对准焊接 盘，待蓄料轨上材料约八分满时开始按下料START键，自动上料；石墨舟脚出现松动应予以 拧紧，无法拧紧或石墨舟破损的应给予挑出。禁止用尖锐的夹具敲击直振板。待石墨舟排满 后，取下压克力导引块，小心取出装满材料的石墨舟。将压克力导引块对准焊接盘，套好并 置于排向固定架上固定好后按"自动键"时两手须迅速离开固定架及压克力盒防止轧手！ 如遇弯料需及时挑出，严禁用镊子按入石墨舟孔内！检查石墨舟每孔是否都落入引线，有 无引线无法自然落入孔中之现象将石墨舟空孔补齐材料，未自然落孔的材料挑出更换挑出 弯料，将不满的孔用同规格的引线补满。如中途遇卡料揭开挡板用镊子将弯引线挑出，卡料 排除后将挡板放下，按"复归"键继续上料！不同规格的材料不可混放，且需做到与标识相 符，摆放整齐、高度一致且< 8层；装有材料的石墨舟结存量< 180片。将完工材料放于规 定的工作台上，放上相应规格的标识卡，不同型号产品放置于不同区域且做好标识，以防 混料；如遇中途休息超出4小时，生产现场不许有已排向的结存料，余料全部倒入引线盒中 用塑料袋密封好，引线长时间暴露在空气里易造成引线吸潮，长时间易氧化及影响排向下 料。落地引线不允许超过10根。
[0006] 2)装一次焊片：将焊片吸盘、晶片吸盘与真空气源以皮管连接，将真空度调至适 中；装填中，一次性暴露在空气中的焊片数量：< 100K ;装填时一次性暴露在空气中的芯片 蓝膜数量小于5片；当环境温度大于70%时，上述数量减至一半；晶片品种型号不同者不 可互混，操作台上不可出现两种不同型号的芯片，相同型号的芯片也不可相混，更换型号及 批号时，必须有品保、生产班长现场确认。倒入适量的焊片于焊片吸盘内，打开真空，摇动 吸盘，确使吸盘中的每一孔中均有焊片；轻敲吸盘，将多余的焊片倒入不锈钢盘中；未用芯 片、焊片不及时密封保存，吸潮后影响装填操作及焊接质量。未用芯片、焊片或停止15分钟 不生产时需将其密封。焊片、芯片倒入量过多增加芯片、焊片互相撞击的时间，易形成焊片 卷曲或芯片边角受损，影响焊接质量及产品质量。
[0007] 3)所述的分向板装芯片有以下步骤完成： 所述的分向板装芯片有以下步骤完成： a、 芯片剥片。即将芯片从蓝膜上剥离的过程。步骤：作业前，清洁剥片机表面、滚轮及 刀口；检查调速I、II对应刻度设定是否与现场张贴的《剥片机使用工艺要求》相符；检查 橡胶滚轮上是否有残留芯片；将要待剥片的芯片平摊在手中；剥片过程中必须保持蓝膜平 整；带有蓝膜的芯片平放于刀口处；待剥的芯片放置于刀口边使芯片呈45度对准刀口，即 芯片边角方向向前，且蓝膜中心线与刀口中心线对齐；蓝膜芯片剥片结束时，划蓝膜刀片与 芯片保持至少1厘米的距离，距离近易造成芯片表面划痕及明显破损；显微镜检查已剥的 芯片有无明显的崩边、缺角现象；发现芯片明显崩边缺角时应用毛笔挑出； b、 拾晶：即将已剥离的芯片通过拾晶机装放至石墨舟的过程。步骤：将拾晶机表面用 气枪清理；将装有一次焊片的石墨舟放入载舟盘中；石墨舟下层引线为平头，上层引线为 锥形，芯片P面与锥形引线接触，芯片N面与平头引线接触；用鼠标键单击自动固晶即可； 在自动固晶过程中发现有漏吸时，应立即停机调试；检查有无漏吸的芯片；吸笔需添加吸 嘴，以缓解吸笔与芯片接触而产生不良； 4)装二次焊片：打开真空，反转吸盘，对准已装好引线的石墨舟导孔，关掉真空，用镊子 轻敲吸盘，使焊片能全部掉入石墨舟的每一孔中，将吸盘移开；筛芯片时，须在不锈钢盘中 置一托架；在操作中不戴好手套，手指触及芯片、焊片，手上的汗脂粒如占上，焊接时会形成 气孔或焊接断裂。检查石墨舟中的每一孔，位置不正确的要用镊子调整，有漏装的要补满 (二次焊片装填方法与一次焊片相同)。装有材料的石墨舟结存量：< 60片操作时石墨舟堆 放高度< 5层。操作中不允许石墨舟叠起来工作，这样不易发现空孔是否装有完好的材料， 会造成大量的不良品。
[0008] 5)焊接：通过电加热惰性气体，通过对流、传导、辐射三种热传递方式使焊料受热 熔化，从而将引线、芯片、引线焊连在一起； 6)注塑：打开电源、水、检查上下模温，转进压力、合模压力、转进时间、固化时间等设定 根据现场工程部制定的标准。每次领用塑封料的量参见工程部制定标准，余料必须密好，并 写上密封的日期及时间；手不能触摸白胶。将成型架放于梳料架上，将装有材料的铝条放 于成型架上，并将铝条拔出，使材料下落定位将装有材料的铝条放于成型架上，并将铝条拔 出，使材料下落定位。一次只许预热一模所需量的塑封料，必须在15秒内使用完；每次加 入容器中的CRC量应不超过海绵的1/3高度，遇弯料搓直，遇空位补满，但手和任何器物不 可触及白胶。环氧树脂从平面注入，反冲进入芯片表面洗模时按工程规定的工艺要求洗模； 盖上成型架固好的材料检查料架中的材料是否有空位和弯曲，是否已无残留物，料架是否 已定位准确且引线是否全部落槽。用毛刷在材料进料口位置均匀涂上适量的CRC。CRC涂 到白胶上面，会影响电性；检查料架是否已定位准确且引线是否全部落槽，将预热好的塑封 料放入料筒中双手按下合模键，使设备合模，双手按下转进键，设备开始按设定条件自动 注塑并固化成型，禁止手动开模。洗模时按工程规定的工艺要求洗模。排料前及时写上补 料的型号并检查卡物，材料规格应与所要封装规格相符合，每生产完一批产品后，随即填写 好相应的流程卡放入箱中。当模具顶针将胶条顶出注胶槽后开始起模，将料架从模具上取 下，并用高压气吹净模具表面。遇漏胶清理模面时必须使用铜针、铜板及铜棒进行清理；待 模压材料放置时间不得大于1. 5小时，如遇模压设备长时间修理，待模压材料必须放于专 用烘箱中。挑出压伤、死弯、气孔及错位等外观不良，将材料从胶条上剥离并理顺放入铁皮 箱。首件自查外观状况，主要检验引线偏位、本体偏位、引线胶皮、本体表面清洁度、本体长 翅、压伤等情况；正常后再批量生产，并做好记录；生产现场只允许放一张卡的材料，不允 许同时有两周种以上不同规格的产品。
[0009] 7)固化引脚电镀：通过化学方式，去除引脚表面氧化层，再电镀一层纯锡的过程； 8)印字测试：打开每一测试点测试仪表电源开关，检查设定参数的正确性；检查用料 与所生产型号是否一致，不符的要通知在线管理员或品管；设备和地面的随机散落管 不超过10个，以防混料。检查现场是否清洁，上料前要对过度弯曲的材料进行拉直后再投 入使用；设定时，触摸屏幕只许用手轻轻点击，其它任何物品不许触及。设定时，触摸屏幕只 许用手轻轻点击，不可用其它物品触及，否则易损伤面板。在字模轮上粘上字模，对印字外 观进行目检，检查一下所用图章商标型号是否一致。中途擦拭印字轮时，必须按点动按钮， 要十分小心，当心扎手，且丙酮要远离火种。仪表面板严禁用丙酮等强腐蚀性溶剂擦拭(易 损伤面板）使用前检查U. V灯得排风是否通畅良好，设备不生产时请关闭U. V灯；使用过程 中不允许打开灯罩，以防紫外线泄漏伤人。不可用手取轮下弯管，当心扎手。检查包装测试 点测试仪表是否完好，并对仪表参数设定进行检查校正；U.V灯管、灯罩每月用95%浓度的 酒精擦拭一次，每3000小时更换一次。不可打开风机，要使管子得到充分降温冷却。包装 好的产品整齐有序放入周转箱内，并放上已填写好的相应流程卡；若是生产盒装产品时，要 检查每一盒内是否有残留管。已打印好的编带散落在地面，没有及时放进周转箱。
[0010] 9)包装出货：根据客户的包装规格要求，进行产品包装，出货。
[0011] 使用新型光伏二极管的生产工艺生产的新型光伏二极管，它包括引线、芯片和塑 封料，所述的引线分为两种，一种是平面引线，另一种是锥面引线，所述的芯片有P面和N 面，芯片的P面通过焊料焊接连接锥面引线，芯片的N面通过焊料焊接连接平面引线，塑封 料把引线和芯片塑封成一体。
[0012] 所述的平面引线包括铜引线、环形圆板和铜平面，铜引线连接在铜平面后侧中间， 铜引线靠近铜平面后侧位置上设计有环形圆板，所述的铜引线、环形圆板和铜平面一体锻 压成型。
[0013] 所述的锥面引线包括铜引线、环形圆板和铜锥面，铜引线连接在铜锥面后侧中间， 铜引线靠近铜锥面后侧位置上设计有环形圆板，所述的铜引线、环形圆板和铜锥面一体锻 压成型。
[0014] 所述的塑封料是环氧塑封料。
[0015] 所述的芯片是GPP型号芯片，芯片有P面和N面，P面呈锥形状，P面的锥形状面上 有一层二氧化硅钝化保护层，N面是平面。
[0016] 本发明的优点是光伏二极管的结构巧妙，工艺完善成熟，产品加工生产效率高，产 品散热好，温升低，使用寿命长，环氧树脂从大钉头面注入，反冲进入芯片表面，最大限度降 低对芯片的冲击，有效降低注塑应力；产品使用过程：因芯片与引线之间的接触面增大，因 而，芯片所产生的热量能够较快地传递出去，从而降低芯片结温，延长产品使用寿命，且提 升了整流效率；光伏二极管的引线上的环形圆板的设计在加工过程中起到锁模作用，成型 注塑后增加机械强度。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1是本发明的示意图。
[0018] 图2是本发明的芯片示意图。
【具体实施方式】
[0019] 为了对本发明进一步说明，下面结合说明书附图来介绍： 参照附图1，使用新型光伏二极管的生产工艺生产的新型光伏二极管，它包括引线、芯 片1和塑封料2,所述的引线分为两种，一种是平面引线3,另一种是锥面引线4,所述的芯 片1有P面和N面，芯片1的P面通过焊料5焊接连接锥面引线4,芯片1的N面通过焊料 5焊接连接平面引线3,塑封料2把引线和芯片1塑封成一体。
[0020] 所述的平面引线3包括铜引线31、环形圆板32和铜平面33,铜引线31连接在铜 平面33后侧中间，铜引线31靠近铜平面33后侧位置上设计有环形圆板32,所述的铜引线 31、环形圆板32和铜平面33 -体锻压成型。
[0021] 所述的锥面引线4包括铜引线41、环形圆板42和铜锥面43,铜引线41连接在铜 锥面43后侧中间，铜引线41靠近铜锥面43后侧位置上设计有环形圆板42,所述的铜引线 41、环形圆板42和铜锥面43 -体锻压成型。
[0022] 参照图2,所述的芯片1是GPP型号芯片，芯片有P面11和N面12，P面呈锥形状， P面的锥形状面上有一层二氧化硅钝化保护层13，N面是平面。芯片的P面是锥形状，两侧 具有二氧化硅的保护层，另一侧N面是平面，所以本专利两端引线设计成一个平面引线一 个锥面引线。 实施例
[0023] 1、样品描述 样品一共11个，分为三组，本专利产品5个，编号为A1-A5 (L 0 G 0为HB)，其他两款 品牌编号为B1-B3，C1-C3。
[0024] 2、T j 试验 试验条件 A) 对二级管施加正向电流； B) 使用生产商推荐的最小横截面积导线； C) 将试验样品加热至（75±5) °C ;提供与接线盒额定电流（±2%)相同的电流；lh后， 侧量每一个二极管的温度。
[0025] 依据二极管生产商提供的说明，依据测得的壳体温度及二极管本体功率损耗值， 通过以下公式可以计算二极管结温： T j_Tcase+RTHj-c X UD X ID 其中， Tj 二极管结温 Tcase 测得的二极管壳体温度 RTHj。 二极管热阻系数 UD 二极管电压 ID 通过二极管的电流 若二极管生产商提供RTH代替RTIU。，则在上面的公式中也做相应的调换，使用RTH代替 RTHj。，同时，若温度探测器也应装在相应的指定位置； D) 试验样品继续放置在（75±5) °C的温度箱中，测试电流提高到接线盒额定电流的 1.25倍，保持该电流lh; E) 应再次检验，二极管是否仍然具备工作能力。
[0026] 试验分析依据： GJB548B-2006微电子器件试验方法和程序方法5003 ; GB/T 9535-2006地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型。
[0027] 判定标准： -依据上述得出的二极管结温不应超过生产商声明的结温最高值； -没有明显损坏； -实验结束后二极管仍正常工作。
[0028] 试验数据：
【权利要求】
1. 新型光伏二极管的生产工艺，它包括工艺流程：引线排向一装一次焊片一分向板装 芯片一装二次焊片一焊接一注塑一固化一引脚电镀一印字测试一包装出货；其特征是具体 操作如下， 所述的分向板装芯片有以下步骤完成： 芯片剥片，即将芯片从蓝膜上剥离的过程，具体步骤：作业前，清洁剥片机表面、滚轮及 刀口；检查调速I、II对应刻度设定是否与现场张贴的《剥片机使用工艺要求》相符；检查 橡胶滚轮上是否有残留芯片；将要待剥片的芯片平摊在手中；剥片过程中必须保持蓝膜平 整；带有蓝膜的芯片平放于刀口处；待剥的芯片放置于刀口边使芯片呈45度对准刀口，即 芯片边角方向向前，且蓝膜中心线与刀口中心线对齐；蓝膜芯片剥片结束时，划蓝膜刀片与 芯片保持至少1厘米的距离，距离近易造成芯片表面划痕及明显破损；显微镜检查已剥的 芯片有无明显的崩边、缺角现象；发现芯片明显崩边缺角时应用毛笔挑出； 拾晶，即将已剥离的芯片通过拾晶机装放至石墨舟的过程，具体步骤：将拾晶机表面用 气枪清理；将装有一次焊片的石墨舟放入载舟盘中；石墨舟下层引线为平头，上层引线为 锥形，芯片P面与锥形引线接触，芯片N面与平头引线接触；用鼠标键单击自动固晶即可； 在自动固晶过程中发现有漏吸时，应立即停机调试；检查有无漏吸的芯片；吸笔需添加吸 嘴，以缓解吸笔与芯片接触而产生不良； 所述的注塑有以下步骤完成：打开电源、水、检查上下模温，转进压力、合模压力、转进 时间、固化时间设定根据现场工程部制定的标准；每次领用塑封料的量参见工程部制定标 准，余料必须密好，并写上密封的日期及时间；将成型架放于梳料架上，将装有材料的铝条 放于成型架上，并将铝条拔出，使材料下落定位将装有材料的铝条放于成型架上，并将铝条 拔出，使材料下落定位；一次只许预热一模所需量的塑封料，必须在15秒内使用完；盖上成 型架固好的材料检查料架中的材料是否有空位和弯曲，是否已无残留物，料架是否已定位 准确且引线是否全部落槽；用毛刷在材料进料口位置均匀涂上适量的CRC ;环氧树脂从平 面注入，反冲进入芯片表面洗模时按工程规定的工艺要求洗模；检查料架是否已定位准确 且引线是否全部落槽，将预热好的塑封料放入料筒中双手按下合模键，使设备合模，双手 按下转进键，设备开始按设定条件自动注塑并固化成型，禁止手动开模；洗模时按工程规定 的工艺要求洗模；遇漏胶清理模面时必须使用铜针、铜板及铜棒进行清理；首件自查外观 状况，主要检验引线偏位、本体偏位、引线胶皮、本体表面清洁度、本体长翅、压伤情况；正常 后再批量生产，并做好记录。
2. 根据权利要求1所述的新型光伏二极管的生产工艺，其特征在于： 引线排向：打开排向机总电源、振荡开关、气源开关，检查机台卫生状况，要求机台及区 域地面无积尘、无残留引线及其他杂物；每盒引线投入前需确认引线规格是否与生产要求 一致，引线有无明显氧化、弯曲不良如有异常及时反馈班长处理，每次加料不超过1/3盒， 适中调整振荡盘及导料板振荡速度；将焊接盘置于排向固定架上固定好，取相应规格的石 墨舟，将压克力盒对准焊接盘，待蓄料轨上材料八分满时开始按下料START键，自动上料； 待石墨舟排满后，取下压克力导引块，小心取出装满材料的石墨舟；将压克力导引块对准焊 接盘，套好并置于排向固定架上固定好后按"自动键"时两手须迅速离开固定架及压克力盒 防止轧手；检查石墨舟每孔是否都落入引线，有无引线无法自然落入孔中之现象将石墨舟 空孔补齐材料，未自然落孔的材料挑出更换挑出弯料，将不满的孔用同规格的引线补满；如 中途遇卡料揭开挡板用镊子将弯引线挑出，卡料排除后将挡板放下，按"复归"键继续上料； 将完工材料放于规定的工作台上，放上相应规格的标识卡，不同型号产品放置于不同区域 且做好标识； 装一次焊片：将焊片吸盘、晶片吸盘与真空气源以皮管连接，将真空度调至适中；装填 中，一次性暴露在空气中的焊片数量< 100K ;装填时一次性暴露在空气中的芯片数量：不 得大于5片蓝膜；当环境温度大于70%时，上述数量减至一半；倒入适量的焊片于焊片吸盘 内，打开真空，摇动吸盘，确使吸盘中的每一孔中均有焊片；轻敲吸盘，将多余的焊片倒入不 锈钢盘中； 装二次焊片：打开真空，反转吸盘，对准已装好引线的石墨舟导孔，关掉真空，用镊子轻 敲吸盘，使焊片能全部掉入石墨舟的每一孔中，将吸盘移开；筛芯片时，须在不锈钢盘中置 一托架； 焊接：通过电加热惰性气体，通过对流、传导、辐射三种热传递方式使焊料受热熔化，从 而将引线、芯片、引线焊连在一起； 固化引脚电镀：通过化学方式，去除引脚表面氧化层，再电镀一层纯锡的过程； 印字测试：打开每一测试点测试仪表电源开关，检查设定参数的正确性；检查用料 与所生产型号是否一致，不符的要通知在线管理员或品管；检查现场是否清洁，上料前 要对过度弯曲的材料进行拉直后再投入使用；在字模轮上粘上字模，对印字外观进行目检， 检查一下所用图章商标型号是否一致；使用前检查U. V灯得排风是否通畅良好，设备不生 产时请关闭U. V灯；检查包装测试点测试仪表是否完好，并对仪表参数设定进行检查校正； 包装好的产品整齐有序放入周转箱内，并放上已填写好的相应流程卡； 包装出货：根据客户的包装规格要求，进行产品包装，出货。
3. 使用新型光伏二极管的生产工艺生产的新型光伏二极管，其特征是它包括引线、芯 片和塑封料，所述的引线分为两种，一种是平面引线，另一种是锥面引线，所述的芯片有P 面和N面，芯片的P面通过焊料焊接连接锥面引线，芯片的N面通过焊料焊接连接平面引 线，塑封料把引线和芯片塑封成一体。
4. 根据权利要求3所述的新型光伏二极管，其特征是所述的平面引线包括铜引线、环 形圆板和铜平面，铜引线连接在铜平面后侧中间，铜引线靠近铜平面后侧位置上设计有环 形圆板，所述的铜引线、环形圆板和铜平面一体锻压成型。
5. 根据权利要求3所述的新型光伏二极管，其特征是所述的锥面引线包括铜引线、环 形圆板和铜锥面，铜引线连接在铜锥面后侧中间，铜引线靠近铜锥面后侧位置上设计有环 形圆板，所述的铜引线、环形圆板和铜锥面一体锻压成型。
6. 根据权利要求3所述的新型光伏二极管，其特征是所述的塑封料是环氧塑封料。
7. 根据权利要求3所述的新型光伏二极管，其特征是所述的芯片是GPP型号芯片，芯片 有P面和N面，P面呈锥形状，P面的锥形状面上有一层二氧化硅钝化保护层，N面是平面。
【文档编号】H01L31/048GK104112784SQ201410327647
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年7月10日 优先权日:2014年7月10日
【发明者】徐柏林, 江玉华, 李小娟, 刘海花 申请人:南通康比电子有限公司