OJ型整流二极管酸洗工艺制造技术

本发明专利技术公开了OJ型整流二极管酸洗工艺，涉及二极管技术领域，包括：酸蚀工序；钝化工序：采用混合液二对经酸蚀工序处理后的二极管组件进行处理，混合液二由双氧水和水组成，双氧水的浓度为30～35％，双氧水与水的体积比为1:1～20，处理温度为26～35℃；去PbO工序：采用浓度为0.1～10％的稀盐酸溶液对经钝化处理后的二极管组件进行处理；S4、络合工序；清洗、干燥工序。本发明专利技术的有益效果是采用由双氧水和H2O组成的混合液二进行钝化处理，可以在硅P

【技术实现步骤摘要】
OJ型整流二极管酸洗工艺


[0001]本专利技术涉及二极管领域，具体涉及一种OJ型整流二极管酸洗工艺。

技术介绍

[0002]硅整流二极管是一种将交流电能转变为直流电能的半导体器件，它是一种电源功率 元件，需要能够通过大电流，随着电器设施日益普及到生产生活多个领域，整流二极管 组件的需求量日益扩大，目前国内年产量估计在1千亿只，且还有日渐增长的趋势。
[0003]整流二极管按整流原理可以分为两类，一类是利用金属和半导接触具有整流效应而 制成的所谓肖特基型(SKY)整流二极管，此类二极管正向功耗较低，反应速度较快， 但反向耐压较低(一般仅为几十伏至上百伏，最高有二三百伏的)，且反向漏电较大(为 MA量级)，晶片制作工艺较为复杂，因而价格较贵，在整个整流二极管领域内均占20％ 左右。另一类是利用半导体P
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N结的整流效应而制成的P
‑
N结整流二极管，此类二极管 正向功耗较肖特基型稍高，反应速度稍慢，但反向耐压可至上千伏甚至几千伏，反向漏 电较小(为微安量级)，晶片制作工艺较为简单，因而价格较为便宜，是整流二极管中 的主体，其量占到80％左右。
[0004]P
‑
N结型整流二极管又因P
‑
N结面保护方式而不同而分为GPP和OJ两类。
[0005]GPP整流二极管的主要制作工序为：N型硅大圆片经扩散制作P
‑
N结
→
化学开沟分 割大P
‑
N结
→
在多个小Pr/>‑
N结而制作玻璃保护环
→
两面镀镍制作电极
→
分割成多个晶片
ꢀ→
焊接二极管引线
→
环氧树脂模压成型。
[0006]OJ型整流二极管的主要制作工序为：N型硅大圆片经扩散制作P
‑
N结
→
两面镀镍
→ꢀ
机械分割成单个晶片
→
焊接二极管引线
→
化学蚀刻去除因机械分割时留下的损伤层以 使P
‑
N结整流特性得以呈现，并清洗
→
在晶片的周围上硅橡胶作为P
‑
N结面保护层
→
环 氧树脂模压成型。
[0007]GPP和OJ型整流二极管比较有如下不同：一是晶片制作工艺，GPP较为复杂而OJ 较为简单；二是二极管封装工艺，GPP较为简单，而OJ较繁复；三是P
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N结保护环， GPP为刚性的玻璃，与硅相接触，但晶片温度变化时，由于膨胀系数的差异使晶片受到 不小的应力导致反向电流变大，因而长期使用稳定性差，而OJ为柔性的硅橡胶，晶片 不存在来自保护环的热应力因而反向电流较小，长期使用热稳定较好。
[0008]OJ型整流二极管虽说“价廉物美”，但它在制作过程中存在一个严重问题就是封装 制程中对周围环境的污染问题。GPP晶片采取化学方法对大P
‑
N结作分割，此时没有任 何金属参与，故而不会产生重金属污染物，而OJ型二极管是把晶片焊上引线后，再作 P
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N结台面处理，此时除了硅以外还有铜(引线)镍(晶片的镀层)铅、锡、银(焊接 料)，因此在对硅处理的过程中同时也产生了对上述各金属的蚀刻而形成相应的重金属 污染物。
[0009]自上世纪七十年代OJ型整流二极管问世(首创于美国)以来一直沿用传统的工艺 未变，污染问题一直存在着，也可能由于这一因素该产品持续在向不发达地区转移。由 于OJ型整流二极管具有很高的实用性，它的需求不会减少，但用迁移生产场所来“对 付”污染
面上生成一层磷硅玻璃(PSG)钝化保护层，以保护P
‑
N结台面；而根据硅的特性，硅 很容易被氧化生成SiO2膜层，因此只要控制适当的工艺条件，使形成适当厚度并致密的 SiO2膜层同样也是一层很好的钝化保护膜，所以经过研究和实验，申请人将2#液处理过 程改成：
[0029]采用双氧水和H2O组成的混合液，双氧水的浓度为30～35％，且两者的体积比为 H2O2：H2O＝1:1～20，每盘(2.1k二极管)加入100～150mL双氧水和H2O组成的混合液， 以在硅P
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N结台面上生成适当厚度并致密的SiO2膜层；
[0030]工艺条件：液温加热设定35℃，出液口实际测试为30℃至酸洗盘温度为26～28℃；
[0031]然后再注入浓度为0.1～10％的稀盐酸溶液，每盘(2.1k二极管)加入100～150mL稀 盐酸溶液，以消除可能出现的少量PbO沉积物。
[0032]申请人发现，通过将2#液改成双氧水和H2O组成的混合液，可以在硅P
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N结台面 形成适当厚度并致密的SiO2层，以保护P
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N结台面；同时，申请人还发现通过控制反应 温度，能够使得形成的SiO2膜的厚度合适，而不会使得形成的SiO2膜过厚，导致膜层容 易龟裂而劣化保护效果。
[0033]因此，本专利技术的技术解决方案如下：
[0034]OJ型整流二极管酸洗工艺，包括以下工序：
[0035]S1、酸蚀工序；
[0036]S2、钝化工序：对二极管组件进行处理以在硅P
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N结台面形成SiO2层；
[0037]S3、去PbO工序；
[0038]S4、络合工序；
[0039]S5、清洗、干燥工序。
[0040]本专利技术的一种具体实施方式中，所述步骤S2中的钝化工序包括：采用混合液二对 经酸蚀工序处理后的二极管组件进行处理，混合液二由双氧水和水组成，双氧水的浓度 为30～35％，双氧水与水的体积比为1:1～20，处理温度为26～35℃。优选地，双氧水的 浓度为33～35％，双氧水与水的体积比为1:5～15，处理温度为28～30℃。更优选地，双 氧水的浓度为35％，双氧水与水的体积比为1:8～12，处理温度为30℃。
[0041]本专利技术的一种具体实施方式中，所述步骤S3中的去PbO工序包括：采用浓度为 0.1～10％的稀盐酸溶液对经钝化处理后的二极管组件进行处理。优选地，采用浓度为 6～8％的稀盐酸溶液对经钝化处理后的二极管组件进行处理。更优选地，采用浓度为8％ 的稀盐酸溶液。
[0042]本专利技术的一种具体实施方式中，所述步骤S1中的酸蚀工序包括：采用混合液一对 二极管组件进行处理，混合液一由HNO3、HF、CH3COOH以及H2SO4组成，HNO3、HF、 CH3COOH以及H2SO4的体积比为9:9:12:4。
[0043]本专利技术的一种具体实施方式中，所述步骤S4中的络合工序包括：采用混合液三对 经去PbO工序处理后的二极管组件进行处理，混合液三由氨水、双氧水和水组成，氨水、 双氧水和水的体积比为3:1:13。
[0044]本专利技术的一种具体实施方式中，所述步骤S5中的清洗、干燥工序包括：将经络合 工序处理后的二极管组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.OJ型整流二极管酸洗工艺，其特征在于，包括以下工序：S1、酸蚀工序；S2、钝化工序：对二极管组件进行处理以在硅P
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N结台面形成SiO2层；S3、去PbO工序；S4、络合工序；S5、清洗、干燥工序。2.根据权利要求1所述的OJ型整流二极管酸洗工艺，其特征在于，所述步骤S2中的钝化工序包括：采用混合液二对经酸蚀工序处理后的二极管组件进行处理，混合液二由双氧水和水组成，双氧水的浓度为30～35％，双氧水与水的体积比为1:1～20，处理温度为26～35℃。3.根据权利要求2所述的OJ型整流二极管酸洗工艺，其特征在于，所述步骤S2中，双氧水的浓度为33～35％，双氧水与水的体积比为1:5～15，处理温度为28～30℃。4.根据权利要求2所述的OJ型整流二极管酸洗工艺，其特征在于，所述步骤S2中，双氧水的浓度为35％，双氧水与水的体积比为1:8～12，处理温度为30℃。5.根据权利要求1所述的OJ型整流二极管酸洗工艺，其特征在于，所述步骤S3中的去PbO工序...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶惠东，叶桢琪，
申请(专利权)人：抚州华成半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：