一种抗大电流冲击高可靠表面贴装的二极管制造技术

本实用新型专利技术公开了一种抗大电流冲击高可靠表面贴装的二极管，该二极管器件使用金属陶瓷外壳、芯片通过焊料烧结固定在外壳的烧结区、采用烧结方式用内引线焊片把芯片的电极与外壳的电极相连以及平行缝焊密封，克服了原有塑料封装器件因工作环境受限不能用于高可靠器件领域的问题，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏，该表面贴装二极管使原有的电路在不改变焊盘尺寸即电路板不作改动的情况下实现原位替代，并且可靠性得到提高，生产加工工艺较简单，便于大批量生产。

A diode with high current shock resistance and high reliability surface mount

The utility model discloses a large current shock high reliable surface mount diode, the diode device using metal ceramic shell, the chip is fixed on the sintering zone, shell by sintering method with lead solder sheet electrode chip connected to the electrode and the shell and parallel seam sealing through solder sintering, the original plastic packaging device for the working environment is limited not used in the field of high reliability device solves the problem, effectively protect the precision components in electronic circuits, from all kinds of damage to surge, the surface mount diode to the original circuit without changing the pad size is not achieved in situ replacement of circuit board to change the case and the reliability is improved. A simple production process, convenient mass production.

【技术实现步骤摘要】
一种抗大电流冲击高可靠表面贴装的二极管
本技术涉及半导体封装
，尤其是涉及一种抗大电流冲击高可靠表面贴装的二极管。
技术介绍
目前，航空系统、计算机系统、交/直流电源等各个领域为提高整机可靠性，要求配套的器件具有瞬态功率大、响应时间短、漏电流低、击穿电压偏差小等特点，能有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。目前，表面贴装的具有一定电流或功率的二极管器件大多数为塑料封装。塑料封装的半导体器件，受塑封材质和生产工艺的限制其工作温度范围和可靠性都满足不了恶劣环境的使用要求，特别是在潮湿和盐气重的情况下不能长期工作，其封装的特点决定了其不能用于高可靠领域。因此，如何提供一种抗大电流冲击可靠性高且生产加工工艺较简单，便于大批量生产的二极管器件是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种抗大电流冲击高可靠表面贴装的二极管，该二极管抗大电流冲击，可靠性高且生产加工工艺较简单，便于大批量生产。为解决上述的技术问题，本技术提供的技术方案为：一种抗大电流冲击高可靠表面贴装的二极管，包括用于封装的外壳、芯片、用于将所述芯片固定于所述外壳上的焊料以及用于将所述芯片的电极与外壳的电极连接的内引线焊片；所述外壳包括两块导电片、金属连接柱、陶瓷基座、钼片、打线片、金属环框以及金属盖板；所述陶瓷基座的部分上表面上开设有用于放置所述芯片的凹坑，所述凹坑的内底面上开设有第一连接孔，所述陶瓷基座的剩余上表面上开设有第二连接孔，所述陶瓷基座的四周侧面上设置有侧面金属化层；所述钼片通过钎焊固定于所述陶瓷基座上的凹坑中且覆盖所述凹坑中的第一连接孔；所述打线片通过钎焊固定于所述陶瓷基座的剩余上表面上且覆盖所述第二连接孔；所述导电片通过钎焊固定于所述陶瓷基座的下底面上；所述第一连接孔中设置有金属连接柱，且所述第一连接孔中的金属连接柱的上端与所述钼片的下表面钎焊连接，所述第一连接孔中的金属连接柱的下端与一块所述导电片的上表面钎焊连接；所述第二连接孔中设置有金属连接柱，且所述第二连接孔中的金属连接柱的上端与所述打线片的下表面钎焊连接，所述第二连接孔中的金属连接柱的下端与另一块所述导电片的上表面钎焊连接；所述金属环框通过钎焊固定在所述陶瓷基座的上表面上的四周边沿处；所述金属盖板通过平行缝焊密封固定在所述金属环框的上面开口处；所述芯片通过焊料烧结固定在所述钼片上；所述内引线焊片的一端与所述芯片的电极连接，且所述内引线焊片的另一端与所述外壳中的打线片连接。优选的，所述焊料为铅锡银焊料。优选的，所述内引线焊片为无氧铜表面镀镍。与现有技术相比，本技术提供了一种抗大电流冲击高可靠表面贴装的二极管，本申请采用金属陶瓷外壳满足了半导体器件对外壳的可靠性要求，满足了半导体器件中的电路对密封和高介质耐电压的要求，且结构简单，并且所述外壳能适应多种类型的芯片的封装，特别是具有大浪涌电流需要键合多根键合丝或线排或烧结导带的芯片的封装，金属陶瓷外壳属于密封性外壳，可以解决塑料封装器件在潮湿环境下的潮气吸入问题，金属陶瓷外壳工作温度范围比塑封的要宽，有一定电流或功率要求的塑料封装器件的工作温度一般在85℃以下，而金属陶瓷外壳可以实现芯片的极限工作温度范围；将芯片通过焊料烧结固定在外壳的烧结区上，采用低温合金焊料，在N2、H2保护气氛中进行低温快速合金烧结，解决了外壳基板材料与芯片之间的热膨胀系数匹配的问题，配合烧结过程中氮氢保护气氛的控制防止了氧化层的出现，降低了烧结温度和烧结时间对产品高温性能的影响；采用烧结方式用内引线焊片把芯片的电极与外壳的电极相连，内引线焊片采用无氧铜片表面镀镍，内引线焊片具有耐大电流冲击、散热好、可靠性高等优势，采用内引线焊片可以使从芯片到引出端的有效截面达到很大的截面积，从而实现了耐大电流冲击吸收瞬态功率大等优势，塑料封装器件工作温度受限原因之一是引出端之间通过烧结的方式连接起来，在温度变化较大时，不同材料的热膨胀系数不同产生内部应力无法释放，很容易造成芯片损伤而导致器件失效，为此本申请采用烧结方式用内引线焊片把芯片的电极与外壳的电极相连，采用有一定弧度的内引线焊片，在温度变化时材料热膨胀系数不同产生的内部应力可以释放出去，确保了半导体器件工作的可靠性，同时烧结前对器件进行等离子清洗，去除芯片表面、引线键合区上的氧化层和杂质，保证烧结焊点之间接触可靠，从而保证产品长期可靠性；然后采取平行缝焊的方式将外壳中的盖板与外壳中的金属环框密封连接在一起，形成一个密封的整体，使得本技术产品为空腔密封器件，相对于塑封器件的半密封而言，其质量及可靠性得到大幅提升。综上，本技术提供了一种抗大电流冲击高可靠表面贴装的二极管，该二极管器件使用金属陶瓷外壳、芯片通过焊料烧结固定在外壳的烧结区、采用烧结方式用内引线焊片把芯片的电极与外壳的电极相连以及平行缝焊密封，克服了原有塑料封装器件因工作环境受限不能用于高可靠器件领域的问题，该二极管是一种高效能保护器件，当其两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以10-12s量级的速度，将两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏，该表面贴装二极管使原有的电路在不改变焊盘尺寸即电路板不作改动的情况下实现原位替代，并且可靠性得到提高，生产加工工艺较简单，便于大批量生产。附图说明图1为现有技术中表面贴装塑封器件的结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种高可靠表面贴装的二极管的外壳的分解结构示意图；图3为图2中的外壳去掉盖板后的陶瓷基座与金属环框的结构示意图；图4为本技术实施例提供的一种高可靠表面贴装的二极管的剖视结构示意图；图5为图4中的二极管的主视图；图6为图4中的二极管的仰视图。图中：1导电片，2金属连接柱，3陶瓷基座，4钼片，5打线片，6金属环框，7金属盖板，8第二连接孔，9侧面金属化层，10凹坑，11芯片，12焊料，13内引线焊片。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“轴向”、“径向”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”，可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗大电流冲击高可靠表面贴装的二极管，其特征在于，包括用于封装的外壳、芯片、用于将所述芯片固定于所述外壳上的焊料以及用于将所述芯片的电极与外壳的电极连接的内引线焊片；所述外壳包括两块导电片、金属连接柱、陶瓷基座、钼片、打线片、金属环框以及金属盖板；所述陶瓷基座的部分上表面上开设有用于放置所述芯片的凹坑，所述凹坑的内底面上开设有第一连接孔，所述陶瓷基座的剩余上表面上开设有第二连接孔，所述陶瓷基座的四周侧面上设置有侧面金属化层；所述钼片通过钎焊固定于所述陶瓷基座上的凹坑中且覆盖所述凹坑中的第一连接孔；所述打线片通过钎焊固定于所述陶瓷基座的剩余上表面上且覆盖所述第二连接孔；所述导电片通过钎焊固定于所述陶瓷基座的下底面上；所述第一连接孔中设置有金属连接柱，且所述第一连接孔中的金属连接柱的上端与所述钼片的下表面钎焊连接，所述第一连接孔中的金属连接柱的下端与一块所述导电片的上表面钎焊连接；所述第二连接孔中设置有金属连接柱，且所述第二连接孔中的金属连接柱的上端与所述打线片的下表面钎焊连接，所述第二连接孔中的金属连接柱的下端与另一块所述导电片的上表面钎焊连接；所述金属环框通过钎焊固定在所述陶瓷基座的上表面上的四周边沿处；所述金属盖板通过平行缝焊密封固定在所述金属环框的上面开口处；所述芯片通过焊料烧结固定在所述钼片上；所述内引线焊片的一端与所述芯片的电极连接，且所述内引线焊片的另一端与所述外壳中的打线片连接。...

【技术特征摘要】
1.一种抗大电流冲击高可靠表面贴装的二极管，其特征在于，包括用于封装的外壳、芯片、用于将所述芯片固定于所述外壳上的焊料以及用于将所述芯片的电极与外壳的电极连接的内引线焊片；所述外壳包括两块导电片、金属连接柱、陶瓷基座、钼片、打线片、金属环框以及金属盖板；所述陶瓷基座的部分上表面上开设有用于放置所述芯片的凹坑，所述凹坑的内底面上开设有第一连接孔，所述陶瓷基座的剩余上表面上开设有第二连接孔，所述陶瓷基座的四周侧面上设置有侧面金属化层；所述钼片通过钎焊固定于所述陶瓷基座上的凹坑中且覆盖所述凹坑中的第一连接孔；所述打线片通过钎焊固定于所述陶瓷基座的剩余上表面上且覆盖所述第二连接孔；所述导电片通过钎焊固定于所述陶瓷基座的下底面上；所述第一连接孔中设置有金属连接柱，且所述第一连接孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宝财，迟一鸣，马捷，李东华，王爱敏，
申请(专利权)人：济南市半导体元件实验所，
类型：新型
国别省市：山东,37