一种提高晶闸管抗干扰能力的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于功率半导体器件可靠性技术领域，特别设及一种提高晶闽管抗干扰能 力的方法。
【背景技术】
[0002] 目前，在现有的武器、弹药中多采用多级时序起爆技术，该项技术的使用，使得弹 药的侵彻能力大幅提高、弹药毁伤效果明显增强。然而爆炸后会产生强烈的爆轰干扰（电 磁干扰），并通过空间福射和线传导两种方式对弹药引信的正常工作产生影响，容易使引信 误动作，从而出现瞎火或早炸等异常现象。其中空间福射干扰范围有限，易于解决，引信设 计中只需将不同火工品分别于独立腔体装配即可较好地解决该个问题；而线传导干扰比较 难W解决。晶闽管作为最成熟的半导体器件之一，具有体积小、结构简单、功能强等特点，被 广泛应用在引信解保发火电路中，其性能的优劣是导致引信误动作的直接原因。因此，增强 晶闽管的抗干扰能力，确保晶闽管可靠触发，是解决引信可靠性问题的最直接最有效的措 施。提高晶闽管抗干扰能力的主要途径是提高其口极触发电流和触发电压。触发电流的大 小可W通过优化器件设计来达到引信电路的抗干扰要求，然而触发电压则因受到晶闽管巧 片尺寸和触发电流的双重制约无法通过器件设计来满足抗干扰指标。该就给晶闽管抗干扰 设计带来了巨大的困难。现有技术中在晶闽管口极引脚上串联一个适当阻值的电阻（如图 1所示），然后再接入到引信电路中，该样便可W提高晶闽管的触发电压。
[0003] 现有技术可W有效的提高晶闽管的触发电压，但该一过程的实现存在W下缺点：
[0004] ①现有技术需要在晶闽管口极串联一个较大的电阻，而大电阻产生的寄生电感会 影响触发电流，从而不能兼顾解决触发电压和触发电流同时增大的要求；另外，电阻的介入 W及焊点数的增加会影响电路的可靠性。
[0005] ②现有技术的确增加了晶闽管的触发电压，但是由于串联电阻与晶闽管巧片口极 之间的引线较长，该段长引线产生的线导传输干扰同样会对器件进行误触发。该表明现有 技术并不能有效提高晶闽管的抗干扰能力W及解决引信的可靠性问题。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种提高晶闽管抗干扰能力的方法，其特征在于，包括如下 步骤：
[0007] 1)对现有结构的晶闽管进行解析：
[000引晶闽管的触发电流和触发电压V。1的表达式为：
【主权项】
1. 一种提高晶闸管抗干扰能力的方法，其特征在于，包括如下步骤： 1) 对现有结构的晶闸管进行解析：晶闸管的触发电流IeT和触发电压Vct的表达式为：
上式中，Vk为开启电压（一般为0. 6V)，R C1为门极与阴极之间的横向电阻，R g(l为门极与 短路点之间阴极下面的横向电阻；5为门极和阴极之间区域的平均电阻率，5为短基 区的平均电阻率，Xp为晶闸管一次扩散工艺的结深，Wp2为短基区宽度；从式（1)和（3)中 看出，要提高门极触发电流，需要减小Rgtl的值，则通过减小&、增大Wp2以及减小N 2tl区宽 度（m)的方式来实现；从式⑵和⑷中看出，触发电流一定时，要提高门极触发电压使 其满足抗干扰要求，需要增加 Rtl的值，则通过增大&减小Xjl以及增大门极与阴极之间 的横向距离（I^rg)来实现；但是，会使Rgtl增大，进而导致触发电流I eT减小，同时增大门极 与阴极之间的横向距离（I^rg)又会导致芯片尺寸增大；因此现有结构的晶闸管提高其门 极触发电流和触发电压则受到触发电流和芯片尺寸的双重限制； 2) 针对步骤1)的解析结果，在晶闸管结构上采取改进措施： 2. 1将晶闸管芯片通过焊料或银浆粘贴在引线框架的载片台上，载片台与引线框架的 阳极引脚相连；通过引线键合的方式将晶闸管芯片的阴极焊盘与引线框架的阴极引脚相 连； 2. 2选择参数适当的稳压二极管串联或反串联在晶闸管门极上，并且将稳压二极管的 芯片用焊料或银浆粘贴在引线框架的门极引脚上，同时使晶闸管芯片的门极焊盘与所粘贴 二极管芯片的上表面相连；这样在封装内部实现了稳压二极管与晶闸管门极的串联或反串 联，既提高了晶闸管的门极触发电压，又保证了二极管与门极之间的引线足够短，从而有效 提高晶闸管的抗干扰能力； 3) 最终用环氧树脂将芯片及用于承载芯片的引线框架一起封装起来，并完成固化、切 筋的后续封装工序； 4) 将封装的产品装配到引信电路中进行试验，发现引信系统可靠引爆且未受到爆轰干 扰的影响，表明该产品具有较强的抗干扰能力和可靠性。
【专利摘要】本发明公开了属于功率半导体器件可靠性技术的一种提高晶闸管抗干扰能力的方法。首先对现有结构的晶闸管进行解析，通过解析来得到提高晶闸管门极触发参数的途径；本发明采用引信电路中一种常用的TO-252封装外形；以及采用在晶闸管门极串联或反串联稳压二极管的方式，并将晶闸管芯片与稳压二极管芯片集成在同一封装管壳内部；由此既提高了晶闸管的门极触发电压，又保证了二极管与门极之间的引线足够短，保证了晶闸管的可靠触发，解决了引信由于爆轰干扰而产生的误动作问题，从而有效提高晶闸管的抗干扰能力；大大提高了武器装备的精准度和可靠性，对我国武器装备的发展具有重要意义。
【IPC分类】H01L29-74, H01L25-18
【公开号】CN104637998
【申请号】CN201510065280
【发明人】周伟松, 温景超, 张斌
【申请人】清华大学, 北京卅普科技有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月6日