一种瞬态抑制二极管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种瞬态抑制二极管及其制备方法，属于半导体过压防护技术领域，包括：步骤S1，提供至少三个芯片，对每一芯片的上表面分别进行植球，形成连接植球；步骤S2，对植球后的所有芯片进行组合预包封，形成一包封体；步骤S3，对包封体、所有芯片的下表面进行研磨处理；步骤S4，对研磨后的芯片进行电镀铜，形成电镀铜层作为芯片载体，并由每一电镀铜层的底面分别引出电极引脚；步骤S5，于包封体中对连接植球的上方进行电镀铜，形成金属铜连接层，以连接预定位置的芯片上表面的连接植球。本技术方案的有益效果在于：采用植球和电镀铜，增加导通面积，寄生电阻降低，导通阻抗显著降低，器件的通流能力和钳位电压都能有显著改善。

【技术实现步骤摘要】
一种瞬态抑制二极管及其制备方法
本专利技术涉及半导体过压防护
，尤其涉及一种瞬态抑制二极管及其制备方法。
技术介绍
随着智能手机、手表、手环、无线耳机等便携设备的不断发展，小型化、超薄化、超高集成度产品的要求越来越高，在芯片的性能不断提升的同时，存在诸多问题，例如：静电防护ESD(Electro-Staticdischarge)能力大幅降低；可靠性降低、返修率不断增加；续航发热严重，影响用户体验，同时存在一定的安全隐患；使用时死机、重启等，高速数据接口无法传输数据、丢包等，因此，整个电路系统中过压保护变得至关重要。瞬态抑制二极管(TransientVoltageSuppressor，TVS)是一种二极管形式的高效能保护器件。为了实现大功率超低电容，产品的封装尺寸均大于SOD323封装，SOD323封装产品的性能达到300W以上，电容在1pF以内，但是SOD323封装外形尺寸为2.6mm*1.3mm*0.9mm，其厚度接近1mm，无法满足超薄化和小型化便携设备的要求，相比而言，DFN1006封装的尺寸为1.0mm*0.6mm*0.35mm，两者的体积相差15倍左右。而现有的DFN1006超低电容产品主要采用两种技术来实现：其一是采用纵向TVS结构，采用导电胶作为芯片焊接介质和打线方式实现，这类结构的产品性能比较弱，其功率约在20W-40W之间，电容约在2pF以内；其二是采用横向TVS结构，采用绝缘胶和打线方式实现，这类结构的产品性能参差不齐，与产品结构设计息息相关，其功率在20W-100W之间都有，电容在1.5pF以内。目前市场上的这两种方案都无法满足客户浪涌测试的要求，并且传统封装存在两大问题，一是芯片受框架限制，二是塑封体厚度太厚。传统封装采用蚀刻或冲压框架作为芯片的载体，导电胶作为芯片焊接介质，封装时容易溢胶而导致安全风险。传统封装采用打线方式进行电极连接其线弧高度需要3倍以上的线径宽度作为安全区，通常需要预留100μm以上的空间；越薄的芯片，尤其在芯片小于100μm以后，制造工艺难度显著增加，碎片率大幅增加，影响产能；常规框架厚度均在130-160μm之间，框架太薄会导致形变，降低稳定性，因此针对以上问题，迫切需要设计出一种瞬态抑制二极管及其制备方法，以满足实际使用的需要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种瞬态抑制二极管及其制备方法，解决了传统超低电容大功率半导体器件占版面积大、厚度太厚、焊线细、寄生阻抗大、残压高、工艺复杂的问题。本专利技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：本专利技术提供一种瞬态抑制二极管的制备方法，包括：步骤S1，提供至少三个芯片，对每一所述芯片的上表面分别进行植球，形成连接植球；步骤S2，对植球后的所有所述芯片进行组合预包封，形成一包封体；步骤S3，对所述包封体、所有所述芯片的下表面进行研磨处理；步骤S4，对研磨后的所述芯片进行电镀铜，形成电镀铜层作为芯片载体，并由每一所述电镀铜层的底面分别引出电极引脚；步骤S5，于所述包封体中对所述连接植球的上方进行电镀铜，形成金属铜连接层，以连接预定位置的所述芯片上表面的所述连接植球。优选地，所述步骤S1中，提供一第一区域和一第二区域，所述第一区域用于放置一个或两个所述芯片，所述第二区域用于放置两个所述芯片。优选地，所述芯片包括第一芯片和第二芯片；所述第一区域包括所述第一芯片或所述第二芯片，所述第二区域包括所述第一芯片和所述第二芯片；或所述第一区域包括所述第一芯片和所述第二芯片，所述第二区域包括所述第一芯片和所述第二芯片。优选地，所述步骤S3中，研磨后，每一所述芯片的下表面位于所述包封体的同一底面上；研磨后的所述芯片的厚度小于50μm。优选地，所述步骤S4中，采用化学镀工艺、电镀工艺、蒸发工艺生长形成所述电镀铜层，所述电镀铜层位于所述包封体的底面对应所述芯片的位置。优选地，所述步骤S4中，所述电镀铜层的厚度为[60μm，70μm]。优选地，制备得到的所述瞬态抑制二极管中所述连接植球和所述金属铜连接层的总厚度小于60μm。优选地，制备得到的所述瞬态抑制二极管中所述包封体的厚度小于250μm。本专利技术还提供一种瞬态抑制二极管，采用如上述的瞬态抑制二极管的制备方法，包括：一包封体，所述包封体中设有至少三个芯片，每一所述芯片的表面设有连接植球；所述芯片的下表面位于所述包封体的同一底面上；所述底面中对应所述芯片的位置分别形成一电镀铜层作为所述芯片载体，每一所述电镀铜层的底部形成器件引脚；还包括金属铜连接层，形成于所述包封体内所述连接植球的上方，连接预定位置所述芯片的所述连接植球。优选地，所述瞬态抑制二极管采用双边扁平无引脚封装。本专利技术技术方案的有益效果在于：相比传统的打线方式，本专利技术采用植球和电镀铜，能够增加导通面积，达到传统封装的4-6倍以上，封装寄生电阻降低，导通阻抗显著降低，器件的通流能力和钳位电压都能有显著改善，器件性能提升。附图说明图1a是本专利技术中一种单向瞬态抑制二极管的制备方法步骤S1a的主视剖面示意图；图1b是本专利技术中一种单向瞬态抑制二极管的制备方法步骤S1a的俯视剖面示意图；图2a是本专利技术中一种单向瞬态抑制二极管的制备方法步骤S2a的主视剖面示意图；图2b是本专利技术中一种单向瞬态抑制二极管的制备方法步骤S2a的俯视剖面示意图；图3a是本专利技术中一种单向瞬态抑制二极管的制备方法步骤S3a的主视剖面示意图；图3b是本专利技术中一种单向瞬态抑制二极管的制备方法步骤S3a的俯视剖面示意图；图4a是本专利技术中一种单向瞬态抑制二极管的制备方法步骤S4a的主视剖面示意图；图4b是本专利技术中一种单向瞬态抑制二极管的制备方法步骤S4a的俯视剖面示意图；图5a是本专利技术中一种单向瞬态抑制二极管的制备方法步骤S5a的主视剖面示意图；图5b是本专利技术中一种单向瞬态抑制二极管的制备方法步骤S5a的俯视剖面示意图；图6是本专利技术中一种双向瞬态抑制二极管的俯视剖面示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。实施例一：本专利技术提供一种DFN1006封装0.8pF、300W、5V单向瞬态抑制二极管的制备方法，提供一第一区域，第一区域包括一第一芯片11或一第二芯片12；一第二区域，第二区域包括第一芯片11和第二芯片12；其制备工艺步骤如下：<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种瞬态抑制二极管的制备方法，其特征在于，包括：/n步骤S1，提供至少三个芯片，对每一所述芯片的上表面分别进行植球，形成连接植球；/n步骤S2，对植球后的所有所述芯片进行组合预包封，形成一包封体；/n步骤S3，对所述包封体、所有所述芯片的下表面进行研磨处理；/n步骤S4，对研磨后的所述芯片进行电镀铜，形成电镀铜层作为芯片载体，并由每一所述电镀铜层的底面分别引出电极引脚；/n步骤S5，于所述包封体中对所述连接植球的上方进行电镀铜，形成金属铜连接层，以连接预定位置的所述芯片上表面的所述连接植球。/n

【技术特征摘要】
1.一种瞬态抑制二极管的制备方法，其特征在于，包括：
步骤S1，提供至少三个芯片，对每一所述芯片的上表面分别进行植球，形成连接植球；
步骤S2，对植球后的所有所述芯片进行组合预包封，形成一包封体；
步骤S3，对所述包封体、所有所述芯片的下表面进行研磨处理；
步骤S4，对研磨后的所述芯片进行电镀铜，形成电镀铜层作为芯片载体，并由每一所述电镀铜层的底面分别引出电极引脚；
步骤S5，于所述包封体中对所述连接植球的上方进行电镀铜，形成金属铜连接层，以连接预定位置的所述芯片上表面的所述连接植球。


2.根据权利要求1所述的一种瞬态抑制二极管的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，提供一第一区域和一第二区域，所述第一区域用于放置一个或两个所述芯片，所述第二区域用于放置两个所述芯片。


3.根据权利要求2所述的一种瞬态抑制二极管的制备方法，其特征在于，所述芯片包括第一芯片和第二芯片；
所述第一区域包括所述第一芯片或所述第二芯片，所述第二区域包括所述第一芯片和所述第二芯片；或
所述第一区域包括所述第一芯片和所述第二芯片，所述第二区域包括所述第一芯片和所述第二芯片。


4.根据权利要求1所述的一种瞬态抑制二极管的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，研磨后，每一所述芯片的下表面位于所述包封体的同一底面上；
研磨后的所述芯片的厚度小于50μm。

【专利技术属性】
技术研发人员：王允，杜牧涵，赵德益，赵志方，蒋骞苑，冯星星，李亚文，张光峰，申彦龙，张利明，
申请(专利权)人：上海维安半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31