一种贴片二极管的制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种贴片二极管的制备工艺，其依次包括划片、酸洗、焊接、碱洗、灌胶、胶固化、塑封、后固化、电镀和测试工序。本发明专利技术的优点在于：本发明专利技术通过对传统二极管工艺制程的重新调整，贴片式二极管的芯片采用O/J护封，其从工艺上来看，相较GPP护封工艺省去多道光阻、显影、黄光等高要求工序，在满足小型化、薄型化封装要求的基础上，制程更加简单，且材料便宜，成本更低；同时，将贴片二极管设计成独特的构造，进而能够顺利上胶。

【技术实现步骤摘要】
一种贴片二极管的制备工艺
本专利技术属于微电子元器件的
，特别涉及一种贴片二极管的制备工艺。
技术介绍
二极管又称晶体二极管，它是一种具有单向传导电流的电子元件，因其安全、高效率、环保、寿命长、响应快、体积小、结构牢固等优点，已逐步得到推广，目前广泛应用于各种电子产品的指示灯、光纤通信用光源、各种仪表的指示器以及照明。二极管制造工艺中，要对二极管的芯片PN结进行保护，传统的芯片PN结护封技术有两种：第一种为O/J类芯片护封，晶圆切割在晶圆扩散后切片成晶粒，晶粒的边缘是粗糙的，电性能不稳定，需要用混合酸洗掉边缘，然后包以硅胶并封装成型；第二种为GPP护封，在现有产品普通硅整流扩散片的基础上对拟分割的管芯P/N结面四周烧制一层玻璃，玻璃与单晶硅有很好的结合特性，使P/N结获得最佳的保护，免受外界环境的侵扰，提高器件的稳定性。上述两种护封技术一般应用在不同的封装结构中，如图1所示，O/J类芯片适合引出线封装，其包括芯片1，芯片1的两端通过焊料2焊接引线3，在芯片1和引线3端部外上胶4，且芯片1和引线3外封装环氧树脂5，引线3外设电镀层6；而GPP类芯片多采用贴片式封装结构（参见图2），其包括芯片7，芯片7上设有一层钝化玻璃层8，进而形成GPP芯片；在GPP芯片的两端通过焊料9焊接上引线框架10的贴片基岛和下引线框架11的贴片基岛，将GPP芯片和上、下引线框架的贴片基岛封装在塑封体12内；采用引出线封装的O/J类芯片和采用贴片式封装的GPP芯片整体制程分别如图3、4所示，而其中，贴片式封装结构由于其小型化、薄型化特点，其芯片面积与封装面积之比接近于1，能够降低PCB板的面积，进而降低成本，因此，在二极管封装上逐渐取代引出线封装结构，得到越来越广泛的应用。但贴片式封装仍然存在一定的缺陷：（1）由于贴片式封装多采用GPP芯片，而GPP芯片制程较为繁复，需要三道光阻显影之光罩制程，而在成型切片时，常会有因切割而造成之微细裂缝，且边缘呈现90度之锐角状，加工时容易受到碰撞所损伤；（2）此外，GPP玻璃只包覆切割面的一部份，并无法包覆整个切割面，由于护封玻璃厚度很薄，通常只能承受小于1600V之逆向电压；（3）且GPP芯片的钝化玻璃中不可避免的含铅等重金属，对于环境影响无法估量。如果二极管能够采用O/J类芯片来进行贴片式封装，则上述GPP芯片所存在的缺陷则能够顺利解决，但在实现过程中存在以下难点：一、贴片式封装中，由于其引脚的结构形式限制，其无法采用传统O/J类芯片制程中的滚胶工艺（参见图5）进行上胶，而硅胶材质熟化温度低于焊接温度的特性，又无法采用类似GPP芯片制程中的先上胶后焊接引脚的形式；二、贴片式封装中，由于其引脚的结构形式限制，酸洗无法保证，即酸洗液无法避开引线框架，进而会影响二极管的性能。因此，结合现状，研发一种制程简单、成本低且能顺利上胶及大大提高贴片二极管性能的贴片二极管的制备工艺是非常有必要的。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种制程简单、成本低且能顺利上胶及大大提高贴片二极管性能的贴片二极管的制备工艺。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种贴片二极管的制备工艺，其创新点在于：所述制备工艺具体步骤如下：（1）合金：取焊片和扩散片，按焊片→扩散片→焊片的顺序，依次堆叠好，然后将堆叠好的材料置于高频合金炉内进行合金加热，使扩散片与焊片相互结合后形成良好的合金；（2）划片：将步骤（1）中形成的合金放入自动划片机内，并且按照二极管芯片图形的尺寸要求对合金进行切割，形成单个芯片；（3）酸洗：将步骤（2）中的单个芯片，放置在酸溶液内进行酸洗，去除划片过程中对芯片造成的机械损伤；（4）焊接：将酸洗后的芯片的P、N端分别与上、下引线焊接固定；（5）碱洗：将焊接固定的芯片和引线放置于碱溶液内进行碱洗，去除焊接中的二氧化硅氧化层，同时粗化芯片表面，以便在后续工序中加强芯片与芯片护封用胶的连接紧密性；（6）灌胶：灌胶前，在芯片外形成一个环绕在芯片外围的环形间隙，然后向环形间隙内灌入芯片护封用胶，使芯片护封用胶环绕在芯片外侧壁表面；（7）胶固化：将灌胶后的芯片和引线进行芯片护封胶用固化，直至固化完全；（8）塑封：胶固化后，对芯片和引线进行塑封，通过塑封工序，形成一包裹芯片及引线的塑封结构；（9）后固化：将塑封后的塑封结构进行后固化，使得交联反应更加彻底，而使芯片、引线与塑封结构进一步粘结成一体。进一步地，所述步骤（3）的酸洗分为三个阶段，第一阶段采用质量比为2-4:6-8:3-6的HNO3、HF、H3PO4的混合酸，酸洗150-300S，酸温控制在5-15℃；第二阶段采用质量浓度为10-20%的HNO3溶液，酸洗20-60S，酸温控制在5-35℃；第三阶段采用质量浓度为2-8%的HF溶液，酸洗20-60S，酸温控制在5-35℃。进一步地，所述步骤（5）的碱洗采用质量浓度为2-15%的KOH溶液，碱洗60-180S，碱液温度控制在60-100℃。进一步地，所述步骤（6）灌胶工序中，芯片护封用胶使用常温固化胶或高温固化胶，并通过灌注针头将芯片护封用胶灌注至所述的芯片环形间隙中，灌注时，灌注针头通过N2加压进行灌注，N2压力控制在0.5-2.0kgf/cm2，灌注时间为5-10S。进一步地，所述芯片的外围被灌注芯片护封用胶后，再通过超声波振动，使灌注均匀，无气孔产生。进一步地，所述步骤（8）的塑封中塑封材料为低温固化AB胶、高温固化AB胶或传统环氧树脂。进一步地，在所述焊接工序前，在贴片二极管下引线的芯片连接端设置一可容纳芯片的凹坑，接着将芯片置于凹坑内，然后将芯片与上、下引线焊接固定，使凹坑的内侧壁与芯片侧壁之间形成一个环绕在芯片外围的环形间隙；在塑封工序中，通过塑封，在引线外形成一包裹芯片及引线的塑封结构。进一步地，在所述灌胶工序前，将碱洗后的芯片及引线置于一上端开口的塑封壳体中，使塑封壳体的内侧壁与芯片侧壁之间形成一个在芯片外围的环形间隙；在塑封工序中，通过塑封，在塑封壳体外形成一包裹芯片及引线的塑封结构。进一步地，在所述灌胶工序前，预制一塑封外壳，该塑封外壳底部中心具有一个高度低于塑封外壳的芯片内壳，且芯片内壳上端开口；然后将碱洗后的芯片及引线置于芯片内壳中，使芯片内壳的内侧壁与芯片侧壁之间形成一个在芯片外围的环形间隙；在塑封工序中，向塑封外壳中灌入环氧树脂填料，使填料与塑封外壳形成一包裹芯片及引线的塑封结构。本专利技术的优点在于：（1）本专利技术的贴片二极管的制备工艺，通过对传统二极管工艺制程的重新调整，贴片式二极管的芯片采用O/J护封，其从工艺上来看，相较GPP护封工艺省去多道光阻、显影、黄光等高要求工序，在满足小型化、薄型化封装要求的基础上，制程更加简单，且材料便宜，成本更低；而贴片式二极管采用O/J护封芯片的切割损伤层在经酸洗工序时可化学腐蚀去除掉；避免采用GPP芯片由于机械切割留下切割损伤层给后续加工带来的影响；二极管芯片酸腐蚀后，再进行两引线与芯片的焊接，从而避免了酸洗液对引线框架的影响，保证了二极管的性能；焊接后再增添碱洗工序，能够去除焊接中的二氧化硅氧化层，同时粗化芯片表面，加强芯片与芯片护封用胶的紧密性，且碱液不会与引线框架反应，但能避免金属与酸反应生成的金属离子以化学键的方式附着在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种贴片二极管的制备工艺，其特征在于：所述制备工艺具体步骤如下：（1）合金：取焊片和扩散片，按焊片→扩散片→焊片的顺序，依次堆叠好，然后将堆叠好的材料置于高频合金炉内进行合金加热，使扩散片与焊片相互结合后形成良好的合金；（2）划片：将步骤（1）中形成的合金放入自动划片机内，并且按照二极管芯片图形的尺寸要求对合金进行切割，形成单个芯片；（3）酸洗：将步骤（2）中的单个芯片，放置在酸溶液内进行酸洗，去除划片过程中对芯片造成的机械损伤；（4）焊接：将酸洗后的芯片的P、N端分别与上、下引线焊接固定；（5）碱洗：将焊接固定的芯片和引线放置于碱溶液内进行碱洗，去除焊接中的二氧化硅氧化层，同时粗化芯片表面，以便在后续工序中加强芯片与芯片护封用胶的连接紧密性；（6）灌胶：灌胶前，在芯片外形成一个环绕在芯片外围的环形间隙，然后向环形间隙内灌入芯片护封用胶，使芯片护封用胶环绕在芯片外侧壁表面；（7）胶固化：将灌胶后的芯片和引线进行芯片护封胶用固化，直至固化完全；（8）塑封：胶固化后，对芯片和引线进行塑封，通过塑封工序，形成一包裹芯片及引线的塑封结构；（9）后固化：将塑封后的塑封结构进行后固化，使得交联反应更加彻底，而使芯片、引线与塑封结构进一步粘结成一体。...

【技术特征摘要】
2016.03.14 CN 201610142627X1.一种贴片二极管的制备工艺，其特征在于：所述制备工艺具体步骤如下：（1）合金：取焊片和扩散片，按焊片→扩散片→焊片的顺序，依次堆叠好，然后将堆叠好的材料置于高频合金炉内进行合金加热，使扩散片与焊片相互结合后形成良好的合金；（2）划片：将步骤（1）中形成的合金放入自动划片机内，并且按照二极管芯片图形的尺寸要求对合金进行切割，形成单个芯片；（3）酸洗：将步骤（2）中的单个芯片，放置在酸溶液内进行酸洗，去除划片过程中对芯片造成的机械损伤；（4）焊接：将酸洗后的芯片的P、N端分别与上、下引线焊接固定；（5）碱洗：将焊接固定的芯片和引线放置于碱溶液内进行碱洗，去除焊接中的二氧化硅氧化层，同时粗化芯片表面，以便在后续工序中加强芯片与芯片护封用胶的连接紧密性；（6）灌胶：灌胶前，在芯片外形成一个环绕在芯片外围的环形间隙，然后向环形间隙内灌入芯片护封用胶，使芯片护封用胶环绕在芯片外侧壁表面；（7）胶固化：将灌胶后的芯片和引线进行芯片护封胶用固化，直至固化完全；（8）塑封：胶固化后，对芯片和引线进行塑封，通过塑封工序，形成一包裹芯片及引线的塑封结构；（9）后固化：将塑封后的塑封结构进行后固化，使得交联反应更加彻底，而使芯片、引线与塑封结构进一步粘结成一体；所述步骤（6）灌胶工序中，芯片护封用胶使用常温固化胶或高温固化胶，并通过灌注针头将芯片护封用胶灌注至芯片环形间隙中，灌注时，灌注针头通过N2加压进行灌注，N2压力控制在0.5-2.0kgf/cm2，灌注时间为5-10S。2.根据权利要求1所述的贴片二极管的制备工艺，其特征在于：所述步骤（3）的酸洗分为三个阶段，第一阶段采用质量比为2-4:6-8:3-6的HNO3、HF、H3PO4的混合酸，酸洗150...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志敏，
申请(专利权)人：王志敏，
类型：发明
国别省市：江苏;32