三分体二极管成品管的制备方法及三分体二极管技术

本发明专利技术提供了一种三分体二极管及其成品管的制备方法，三分体二极管包括两个正极成品管和一个负极成品管，所述正极成品管或负极成品管的制备均包括如下步骤：软钎焊、铝带键合、模压、后固化、去胶皮、电镀、成型、高温老化、一贯机测试、储锡、手测捡外观和包装。本发明专利技术提供的三分体二极管将芯粒与铝带导电片集成化于一个模块封装，后续应用与接线盒时拼装工艺大大简化，不再需要二次焊接，可直接应用于光伏接线盒组装使用，生产效率大大提高。采用通过真空软钎焊技术，保证芯粒背部焊接空洞率低于5％，有利于提高器件的长时间运行的热稳定性能；采用铝带键合工艺，且铝带弧形可以随意编程，可调性高，产品适应性更强。

The preparation method of the finished triode tube and triode

【技术实现步骤摘要】
三分体二极管成品管的制备方法及三分体二极管
：本专利技术涉及二极管制备
，具体涉及一种三分体光伏二极管及三分体光伏二极成品管的制备方法。
技术介绍
：当今世界，能源短缺已成为举世瞩目的突出问题，人类经济社会的可持续发展正面临着来自能源短缺的严峻挑战。而太阳能作为一种清洁的可再生能源，取之不尽用之不竭，是一种理想的新能源。目前太阳能电池的种类不断增多、应用范围也日益广阔、市场规模逐步扩大。而光伏旁路二极管作为保护太阳能光伏电池的一个重要部件，是光伏组件和负载的连接器，是一项综合性设计，虽然原理较为简单，却极为重要。目前行业内主要采用分立式肖特基二极管，结温较高，电流承载能力已经接近瓶颈，且由于本身封装结构原因导致接线盒的体积较大。集成化组件并优化结构设计以降低封装的所需空间，是未来的必然发展趋势，也是其迈向高端领域应用的必经之路。三分体二极管由2个正极管和1个负极管组装而成，现有的三分体光伏二极管的正极成品管或负极成品管的制备工艺复杂，生产出的产品性能不稳定，且自动化程度不高，生产效率低。
技术实现思路
：本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种能够解决上述问题的三分体二极管及其成品管的制备方法。实现本专利技术目的的技术方案是：一种三分体二极管成品管的制备方法，其特征在于，所述成品管的制备包括如下步骤：(1)软钎焊：准备好料片框架、装有芯粒的存放盒和锡丝，装片机对料片框架进行装片，并将锡丝高温熔化成锡膏后，粘附在料片框架上的芯片焊接点，芯粒从存放盒中取出，安装到料片框架上的锡膏上，完成软钎焊过程；(2)铝带键合：将安装有芯粒的料片框架放置在铝带键合机的上料架，通过铝带键合机焊接铝带，使铝带一端与芯粒上表面键合，另一端与料片框架键合，使料片框架与芯粒形成欧姆连接，具有导电性，形成装架好的二极管芯片组；(3)模压：采用自动排片机将键合之后的料片框架放入模具中，用黑胶对焊二极管芯片组进行注塑压制成型，得到黑胶封装的成品管组件；(4)后固化：将模压好的材料放入烘箱中烘烤，以提高黑胶的强度，烘烤分为两个连续阶段，第一阶段130℃烘烤2.5-4小时，第二阶段170℃烘烤4-6小时；(5)去胶皮：通过高压水柱喷射后固化后成品管组件，以去除料片框架引线表面的胶皮和毛刺，之后对去除胶皮和毛刺的产品进行烘干；(6)电镀：对成品管组件伸出黑胶封装部位之外的料片框架进行镀锡，镀锡层厚度为5-40um；镀锡层为完整、均匀、结晶细致、有一定厚度、可焊性优良的纯锡保护层。(7)成型：采用成型设备，对产品按图纸形状对多余的料片框架进行裁切，将电镀后的材料进行切断成型；(8)高温老化：将成型完毕的产品模拟客户端进行热风回流焊处理，筛除在客户端回流焊接失效的产品，温度为300-370℃；(9)一贯机测试：将老化完毕的产品进行一贯机测试，筛除不良品，并同时进行印字以及包装为成品管。(10)储锡：通过高温熔化锡丝，将成品管上伸出黑胶封装体外左右两边储锡槽进行储锡；以便于客户端安装、调试。(11)手测捡外观：对储锡完毕的材料中印字不良、本体不良、储锡不良、引脚不良等不合格品剔除。(12)包装：对成品管进行包装，以利于产品识别、流转、存放、运输和使用，并起到可靠保护作用。优选的，所述软钎焊过程中通入氮气、氢气和压缩空气，避免芯片和框架被氧化，其中所述氮气流量10-20L/Min，所述氢气流量0.5-4L/Min，所述压缩空气0.4-0.6Mpa。优选的，所述软钎焊时，锡丝经过高温轨道熔化成锡膏，与芯粒焊接固定，所述高温轨道包括8个温区，所述8个温区的温度依次为350±20℃，370±20℃，380±20℃，385±20℃，385±20℃，380±20℃，390±20℃，330±20℃。优选的，所述铝带键合时，芯片上具有两个键合点，料片框架上具有一个键合点。优选的，所述模压时，模具上模温度190-200℃，下模温度160-180℃，黑胶转进压力50-70KG/CM2，合模压力130-170KG/CM2，黑胶固化时间100-115S。优选的，所述热风回流焊在回流焊炉进行，所述回流焊炉包括6个温区，所述6个温区的温度依次为340±20℃，350±20℃，320±20℃，330±20℃，320±20℃，320±20℃，链速0.5-1.2m/min。优选的，所述储锡时，储锡温度260±30℃。优选的，所述成品管为正极成品管或负极成品管，所述正极成品管所用的料片框架为正极料片框架，所述负极成品管所用的料片框架为负极料片框架。本申请的三分体二极管由2个正极成品管和1个负极成品管组装而成，正极成品管和负极成品管分开制作，制作过程中除了使用的料片框架不一样，其生产的工艺流程相同。即步骤(1)中，材料中的料片框架为正极料片框架或者负极料片框架，正极成品管由正极料片框架通过上述工艺流程作业完成，负极成品管由负极料片框架通过上述工艺流程作业完成，生产完成后再进行组装。按工艺流程分别生产出正极成品管或负极成品管。本申请还提供了一种由上述方法制得的成品管组装而成的三分体二极管，用于光伏领域，其包括两个正极成品管和一个负极成品管。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术提供了一种三分体光伏二极管制备工艺，生产的二极管整体厚度低至4.5±0.05mm，并将芯粒与铝带导电片集成化于一个模块封装，后续应用与接线盒时拼装工艺大大简化，不再需要二次焊接，可直接应用于光伏接线盒组装使用，生产效率大大提高，且总材料制造成本也有明显地降低；料片框架上还有与接线盒连接的U形槽，本申请将储锡槽与U型槽融合在一个料片框架上，利用U型槽与接线盒连接，连接方便、可靠。(2)多方面的低热组设计。采用一体式集成封装，其内部是一体式的料片框架作为散热料片，散热功率大；芯粒上表面采用铝带键合，产品厚度可以做到4.5mm，较TO系列厚度有效缩减了50％以上，器件热阻更小；芯粒焊接底座与铝带导电片不再有二次焊接式接触热阻，整个器件从内而外的散热条件得以大幅提高。(3)本申请的芯粒采用trench工艺MOS结构的芯片，提升二极管产品的高温性能，并减少反向漏电。(4)采用通过真空软钎焊技术，保证芯粒背部焊接空洞率低于5％，有利于提高器件的长时间运行的热稳定性能；通过试验验证，采用软钎焊的产品与传统工艺空洞率高的产品相比，在通同样额定电流的情况下，芯粒温度更低，产品散热性能更佳，在沙漠等恶劣环境中适应性更强。且焊接过程是在氮氢气氛的环境下完成，能有效保护框架不被氧化。(5)采用铝带键合工艺来替代传统Clip工艺。铝带键合工艺(宽铝带打线wedgebond工艺)有以下优势：1)铝带极薄，柔韧性强，应力低；可获得更好的抗热膨胀应力及抗过电流能力；2)铝带薄，拉弧低平，可以降低产品的整体厚度；3)铝带摒弃了焊接工艺，采用了超声键合，其键合可以到达分子级别的程度，更为牢靠，杜绝了虚焊，焊接不牢等情况的发生，接触电阻及热阻也明显降低，在一定程度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三分体二极管成品管的制备方法，其特征在于，所述成品管的制备包括如下步骤：/n(1)软钎焊：准备好料片框架、装有芯粒的存放盒和锡丝，装片机对料片框架进行装片，并将锡丝高温熔化成锡膏后，粘附在料片框架上的芯片焊接点，芯粒从存放盒中取出，安装到料片框架上的锡膏上，完成软钎焊过程；/n(2)铝带键合：将安装有芯粒的料片框架放置在铝带键合机的上料架，通过铝带键合机焊接铝带，使铝带一端与芯粒上表面键合，另一端与料片框架键合，使料片框架与芯粒形成欧姆连接，形成装架好的二极管芯片组；/n(3)模压：采用自动排片机将键合之后的料片框架放入模具中，用黑胶对焊二极管芯片组进行注塑压制成型，得到黑胶封装的成品管组件；/n(4)后固化：将模压好的材料放入烘箱中烘烤，以提高黑胶的强度，烘烤分为两个连续阶段，第一阶段130℃烘烤2.5-4小时，第二阶段170℃烘烤4-6小时；/n(5)去胶皮：通过高压水柱喷射后固化后成品管组件，以去除料片框架引线表面的胶皮和毛刺，之后对去除胶皮和毛刺的产品进行烘干；/n(6)电镀：对成品管组件伸出黑胶封装部位之外的料片框架进行镀锡，镀锡层厚度为5-40um；/n(7)成型：采用成型设备，对产品按图纸形状对多余的料片框架进行裁切，将电镀后的材料进行切断成型；/n(8)高温老化：将成型完毕的产品模拟客户端进行热风回流焊处理，筛除在客户端回流焊接失效的产品，温度为300-370℃；/n(9)一贯机测试：将老化完毕的产品进行一贯机测试，筛除不良品，并同时进行印字以及包装为成品管。/n(10)储锡：通过高温熔化锡丝，将成品管上伸出黑胶封装体外左右两边储锡槽进行储锡；/n(11)手测捡外观：对储锡完毕的材料中印字不良、本体不良、储锡不良、引脚不良等不合格品剔除。/n(12)包装：对成品管进行包装。/n...

【技术特征摘要】
1.一种三分体二极管成品管的制备方法，其特征在于，所述成品管的制备包括如下步骤：
(1)软钎焊：准备好料片框架、装有芯粒的存放盒和锡丝，装片机对料片框架进行装片，并将锡丝高温熔化成锡膏后，粘附在料片框架上的芯片焊接点，芯粒从存放盒中取出，安装到料片框架上的锡膏上，完成软钎焊过程；
(2)铝带键合：将安装有芯粒的料片框架放置在铝带键合机的上料架，通过铝带键合机焊接铝带，使铝带一端与芯粒上表面键合，另一端与料片框架键合，使料片框架与芯粒形成欧姆连接，形成装架好的二极管芯片组；
(3)模压：采用自动排片机将键合之后的料片框架放入模具中，用黑胶对焊二极管芯片组进行注塑压制成型，得到黑胶封装的成品管组件；
(4)后固化：将模压好的材料放入烘箱中烘烤，以提高黑胶的强度，烘烤分为两个连续阶段，第一阶段130℃烘烤2.5-4小时，第二阶段170℃烘烤4-6小时；
(5)去胶皮：通过高压水柱喷射后固化后成品管组件，以去除料片框架引线表面的胶皮和毛刺，之后对去除胶皮和毛刺的产品进行烘干；
(6)电镀：对成品管组件伸出黑胶封装部位之外的料片框架进行镀锡，镀锡层厚度为5-40um；
(7)成型：采用成型设备，对产品按图纸形状对多余的料片框架进行裁切，将电镀后的材料进行切断成型；
(8)高温老化：将成型完毕的产品模拟客户端进行热风回流焊处理，筛除在客户端回流焊接失效的产品，温度为300-370℃；
(9)一贯机测试：将老化完毕的产品进行一贯机测试，筛除不良品，并同时进行印字以及包装为成品管。
(10)储锡：通过高温熔化锡丝，将成品管上伸出黑胶封装体外左右两边储锡槽进行储锡；
(11)手测捡外观：对储锡完毕的材料中印字不良、本体不良、储锡不良、引脚不良等不合格品剔除。
(12)包装：对成品管进行包装。


2.根据权利要求1所述的三分体二极管成品管的制备方法，其特征在于：所述软钎焊时，通入氮气、氢气和压缩空...

【专利技术属性】
技术研发人员：李健，朱玲，
申请(专利权)人：常州星海电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32