多段式双串联多晶组结构二极管元件制造技术

一种多段式双串联多晶组结构二极管元件，包括2N个晶组(N≧1为整数)，前(第1晶组)后(第2N组)二晶组的顶面分别配置一电极板为元件的第一、第二电极，N个下导板将2N个晶组的底面两两连接，(N－1)个上导板将前后二晶组除外的(2N－2)个晶组的顶面两两连接而形成一完整二极管元件结构，此元件结构除第一、第二电极的电极板外的晶组间及其外围均填充绝缘物质；元件的构装可视电性需求任意地调整晶组数量，且各晶组的层数可以不同，特别适合需求小体积、高功率及或高耐压整流二极管或保护型二极管等元件的构装。

Diode element with multi segment double series polycrystalline structure

【技术实现步骤摘要】
多段式双串联多晶组结构二极管元件
本新型为多段式双串联多晶组结构二极管元件，
技术实现思路
涉及将2N个晶组分别以相应个上、下导板将各晶组导接构装成一二极管元件，让该二极管元件具备高功率、高耐压、并可弹性组装及缩小体积的特性。
技术介绍
传统二极管的封装大致分为轴式、SMD、SOD等，一般高压高功率元件仍以轴式封装为主，SMD封装则较适一般功率元件，而SOD等较小封装则较适低功率低压元件，这些封装方法已为世人所熟悉，在此不再赘述；然其轴式封装最大问题即在其元件主体太长或太高，适插件式装配制程，并不适用于小型化表面粘着装配制程及要求；传统SMD、SOD等封装主要是藉由上下二料架与一组晶粒做组合,但因料架高度及引脚均已固定，所以无法依不同需求随意调整晶粒组数及或层数。近年，在表面粘着型元件制作的现有技术上，也有其他具特色的制法，例如：将欲构装元件所需的线路或导接电极分别预附于上下二电路板(基板)，再将二电路板与所欲组装的晶粒上下接合，并藉由切割作业将各单元元件切开后再将不同电极导接到同一面上，此构装方式与上述利用上下二料架与一组晶粒做组合的方式类似，但仍稍嫌繁复，且无法依不同需求随意调整晶粒组数及或层数，且一般只适用于小尺寸小功率元件上；另有利用薄膜方式在基板上制作发光二极管元件，再将基板上的元件与另一预置组合线路的基板接合，于接合后再将原基板去除，以使元件的一面电极外露，以利后续的电极导接作业，此种制程须结合晶圆制造，双基板与单机板互换及双重导接等繁复工艺，虽适合发光二极管的制造，但无法满足非发光功率元件的组装需求，与本新型直接采用(2N-1)个上下导板构装方式大不相同，且因其构装方式不能多迭层式构装，对一般功率二极管元件的构装仍嫌弹性不足。综观上述及其他相关专利技术的作法，无论元件结构是双料片、双PC板、或单料片(基板)加clip或其他导电层等组合方式，均无法同时满足弹性组装、高压、高功率、小体积、降成本五位一体的需求；本新型正是为满足此需求而设计的。新型内容本新型之目的在于提供一种多段式双串联多晶组结构二极管元件(所谓多段式双串联是指本新型的构装模式中的各晶组内的组成晶粒以串联方式组合，且在各晶组间采多段式串联方式并藉由N个下导板与(N-1)个上导板做连接组合之谓)，其构装方式不但能满足高压、高功率、缩小体积、降低成本的需求，还可以视电气特性需求弹性地扩充晶组数量及类别，各晶组的层数可依电性需求设计成相同层数或不相同层数组合，其组合的极向方向不限，亦可视空间需求调整封装组数，适合一般整流二极管或保护型二极管等元件的组合封装，更适合高功率及或高耐压整流二极管或保护型等二极管元件的构装。为简化第一及第二电极的制作，并直接将其建置在元件的同一面或同一侧，本新型的晶组数采偶数构装，即2N组，N≧1为整数；另为简化本新型的实施方式的示例，将以双层四晶组以下的组合作说明为主，不同电气特性的晶组弹性组合则将只作简要说明(双层四晶组以上的组合则依示例类推之)。本新型多段式双串联多晶组结构二极管元件，包括2N个晶组，N个连接各晶组底部的下导板，(N－1)个连接各晶组顶部之上导板，二置于第1个与第2N个组晶上方的电极板(铜板或锡台等，下同省略标注)，及用于固化并保护元件结构的绝缘物质，其中N≧1；其主要特征为:2N个晶组依电气特性设计需求依序排列；该N个下导板分别将2N个晶组自第1组起每两晶组的底部以锡材连接(即1、2组连接，3、4组连接，……，(2N－1)、2N组连接)；该N-1个上导板分别置于扣除第1与第2N晶组外的(2N－2)个晶组的顶部，并自第2组起每两晶组的顶部以锡材连接(即2、3组连接，4、5组连接，……，(2N－2)、(2N－1)组连接)；二电极板分别以锡材与第1个晶组及第2N个晶组之上方顶部电极面连结，为元件与外部电路连接的第一电极及第二电极；第一电极及第二电极外露外，其余各部之间及其外围均填充透明或不透明绝缘物质。其构装程序如下：1)将N个下导板置于所设计的制具上；2)将该2N个晶组依电气特性规划依序置于该N个下导板两端上：该N个下导板分别将2N个晶组自第1组起每两晶组的底部以锡材连接(即1、2组连接，3、4组连接，……，(2N－1)、2N组连接)；3)将(N－1)个上导板置于对应的晶组顶面：于该(N－1)个上导板分别置于扣除第1与第2N晶组外的(2N－2)个晶组的顶部，并自第2组起每两晶组的顶部以锡材连接(即2、3组连接，4、5组连接，……，(2N-2)、(2N－1)组连接)；4)将二电极板分别以锡材与第1个晶组及第2N个晶组之上方顶部电极面连结；5)将第一电极及第二电极外露外，其余各部之间及其外围均填充透明或不透明绝缘物质。实施时，该2N个晶组的每一晶组的电性类别可以是单一性(单一类别、全单向或全双向)；也可以每一晶组内组成的个别晶粒是多类别混合组合，且可以全同向组合，也可以正、反向交错组合及将单向功能晶组与双向功能晶组组合，所有组合结构均为多段式串联结构；该2N个晶组的每个晶组均可依电性需求做垂直向调整或扩充层数，且各晶组的层数可以相同，也可依电性需求不同做不同层数及或不同类别组合；即当Mi为整数，Mi≧0，为各晶组的层数，i＝1～2N为各晶组的序号，若MMAX为Mi中的最大数值，则MMAX≧Mi，且MMAX≧1，元件的各晶组的层数关系则以(M1,M2,M3,……,M2N-1,M2N)表示之；例如以N＝1双晶组为例，它除可(1,1)、(2,2)、(3,3)、(4,4)、…(数字大小代表迭层数，一组有两个数字代表有两个晶组)组合外，还可做(1,0)、(2,0)、…(2,1)、(3,2)、(4,3)、…等组合；N＝2四晶组，则除(1,1,1,1)、(2,2,2,2)、(3,3,3,3)、(4,4,4,4)、…(数字代表迭层数，一组四个数字代表四晶组)组合外，还可做(1,1,1,0)、(2,2.2.0)、…(2,2,2,1)、(2,2,1,1)、(2,1,1,1)、(3,3,3,2)、(3,3,2,2)、(3,2,2,2)、(4,4,4,4)、(4,4,4,3)、(4,4,3,3)、(4,3,3,3)、…等组合，依此类推；而上列的各种组合组装中，只需在较少迭层(即Mi≠MMAX)的晶组上加上相对厚度的铜粒等导电金属即可轻易组装，更是本新型最具弹性的特色。上述组合中如因封装尺寸(package)限制，实际电性需求并不需要足2N个晶组组合时，则不足的晶组可以相应厚度的导电金属(如铜粒等)取代之即可，例如于上述(2,2,2,0)中的0迭层晶组的相应位置改以相应厚度的导电金属(如铜粒等)代之。依本新型所构装的元件具备以下特色：1)采2N组晶组构装，确保元件的二电极在同一面。2)因采用了(2N－1)个上下导接板，可更有效散热，强化元件特性，适合高功率、高电压的整流/保护型等二极管元件的构装。3)因直接以两端晶组的顶面加置对外导接电极板，除可简化制程，并可缩小元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多段式双串联多晶组结构二极管元件，其特征在于，包括2N个晶组，其中N≧1为整数，第1晶组和第2N晶组的顶面分别配置一电极板为元件的第一电极、第二电极，N个下导板将2N个晶组的底面两两连接，N－1个上导板将前后二晶组除外的2N－2个晶组的顶面两两连接而形成一完整二极管元件结构，此元件结构除第一电极、第二电极的电极板外的晶组间及其外围均填充绝缘物质。/n

【技术特征摘要】
20180416 TW 1072049231.一种多段式双串联多晶组结构二极管元件，其特征在于，包括2N个晶组，其中N≧1为整数，第1晶组和第2N晶组的顶面分别配置一电极板为元件的第一电极、第二电极，N个下导板将2N个晶组的底面两两连接，N－1个上导板将前后二晶组除外的2N－2个晶组的顶面两两连接而形成一完整二极管元件结构，此元件结构除第一电极、第二电极的电极板外的晶组间及其外围均填充绝缘物质。


2.如权利要求1所述的多段式双串联多晶组结构二极管元件，其特征在于，该2N个晶组的每个晶组是依电性需求做垂直性调整或扩充，且各晶组的层数相同，或依电性需求不同做不同层数及或不同类别组合，即当Mi为整数，Mi≧0，为各晶组的层数，i＝1～2N为各晶组的序号，若MMAX为Mi中的最大数值，则MMAX≧Mi，且MMAX≧1，元件的各晶组的层数关系则以M1,M2,M3,……,M...

【专利技术属性】
技术研发人员：林慧敏，吴文湖，
申请(专利权)人：吴文湖，
类型：新型
国别省市：中国台湾;71