用铝箔做焊料制造平板二极管或晶闸管管芯的方法技术

本发明专利技术公开了一种用铝箔做焊料制造平板二极管或晶闸管管芯的方法，是在裸片管芯与钼片之间放上一层铝箔，在真空环境下进行焊接，然后在管芯外表面镀上一层铝膜，最后涂上硅橡胶保护真空封装。本发明专利技术克服了现有技术采用铅焊的缺陷，克服了铅污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种平板二极管或晶间管管芯制造工艺，具体种无铅无污染的平板二极管或晶闸管管芯制造工艺。
技术介绍
ZP 二极管、KP晶闸管是一种用途最广的电力电子整流器件。由于制造工艺不同， 可分为ZP螺栓二极管和ZP平板二极管；KP晶间管可分为KP螺栓晶间管和KP平板晶闸管。平板二极管、晶闸管裸片管芯的阴极面上有平整光滑的镀铝膜层，裸片管芯的阳极面与钼片焊接，钼片下表面为镀铝膜层。现有的钼片焊接采用搪铅工艺，实质上是用铅锡 (95:5)合金做焊料，将裸片管芯与钼片焊接在一起，以便封装时器件焊接引线，同时钼片的表面会均勻的沾满铅，作为酸洗的保护层，铅锡合金不易与硝酸、氢氟酸发生反应。这种工艺存在很严重的铅污染。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种。无铅污染。本专利技术的技术方案如下 本专利技术的优点专利技术用铝箔做焊料焊接平板管芯，无铅污染，对于平板管芯制造行业是一大贡献，选择铝箔做焊料，是因为铝有许多适合做焊料的特性。1、无毒性。铝箔是一种纯铝制成的薄片，通常被广泛地用于香烟、糖果、食品包装， 可见其无毒性。2、良好的导电性能。其导电性能仅次于银、铜，良好的导电性能，不会引起焊接处降压。3、良好的导热性。铝是热的良导体，有助于管芯的散热，延长使用寿命。4、合适的熔点。铝在通常情况下熔点为660. 4°C，烧结(焊接)时的温度为650°C， 这样的温度(10分钟一烧结恒温时间)对已扩散的硅片影响甚微，可以忽略。5、铝是地壳中分布最广的金属元素，蕴藏量占地壳质量的8.2%，所以铝箔的原材料货源充足。6、密度小。铝的密度为2. 702g/cm3约为铅密度的1/4，。铝和铅的单价相当，用密度小的铝作焊料价格优势明显。附图说明 图1为本专利技术工艺流程图。具体实施例方式平板管芯1、准备平板二极极或晶闸管芯坯料，进行已扩散硅片的切割；2、真空烧结造形用铝箔做焊料，在裸片管芯的阳极与钼片之间放置一片铝箔，在真空环境下加热，使铝箔熔化，将裸片管芯焊接在阳极钼片上，以增强硅片的机械强度。(1)、焊接时铝箔的厚度要求通过不断的探索、实践，得出结论，用作焊料的铝箔最佳厚度为350Mm左右，厚度超过400Mffl，烧结时有可能出现“漏铝”而损坏管芯；厚度小于 300Mffl，烧结时有可能出现“虚焊”(接触面处出现空洞)导致通态峰值电压(VTM——压降) 增大，进而导致管芯的使用寿命缩短，能耗增加。 ■HHHHfMHHHMHpMHHMHfNMMMHfNHHHHHfMHHHHHpMHHHHHljW^^^^^^^^^f^^^ 目 Jj {故J^J^^^ ^^ Ws月莫 ^h 。 韦吕 -.禾中活泼金属，在室温下就易与空气中的氧发生反应，在其表面形成一层薄而致密并与基体金属牢固结合的氧化膜，氧化膜的存在会使铝箔的导电能力下降，所以用作焊料的铝箔采购时选用400Mffl左右最佳，使用前对冲制成形的铝箔做减薄去氧化膜层处理。处理工艺为一定量的去离子水中加入一定量的氢氟酸将铝箔放入其中浸泡观察减薄反应情况并记录反应时间取出铝箔用去离子水冲去残液浸泡在丙酮中脱水烘干测出减薄后的铝箔厚度。得出稀释氢氟酸配比与反应时间的关系，以此关系为基准，按照上述操作工序依次对批量的铝箔进行减薄处理至铝箔最佳厚度为350Mm左右。(2)、待烧结裸片管芯和钼片表面处理，待烧结所用的裸片管芯和钼片，烧结前须将其表面不利于与铝箔焊接的物质(如油污、氧化层等)去除干净。裸片管芯表面处理Ij II. I 11· I 裸片管芯浸1号液(双氧水氨水去离子水=2:1:5混合)10分钟去离子水冲洗浸2号液(双氧水盐酸去离子水=2:1:7混合)10分钟去离子水冲洗丙酮浸泡脱水卜真空烘箱烘干待用。_^_^_钼片浸泡于1号液中15分钟左右去离子水冲洗丙酮浸泡脱水真空烘箱烘干待用。_ (3)、烧结真空度要求。为了使烧结过程中裸片管芯、钼片之间能牢固地被熔化的铝箔焊接成为一个整体，防止烧结过程中裸片管芯、铝箔、钼元接触面氧化是关键。 因此，从真空烘箱中取出裸片管芯、铝箔、钼片后装模要迅速，装模结束后要及时将其移至真空烧结炉的真空室中并抽真空。当真空度达到3X10-3Pa，就可以将提前预热的烧结炉体移至真空室上方，对准真空室缓缓落下至全部罩住真空室(真空泵继续抽真空，至管芯出炉为止)。烧结温度及时间的要求。铝是一种晶体，通常情况下熔点为660. 4°C。烧结时，因铝箔处于真空环境中，故熔点会下降，经反复实验，得出结论烧结的恒温温度为650°C比较理想。烧结工艺过程如下至650°C 恒温10分钟炉体断电降温至真空室温度300 '兀升炉( 体离开 空室) 真空室温度降至200°C 停真空泵，从真空室中取出管芯。3、阴、阳极表面镀铝膜将烧结后的管芯放置于真空镀膜机中，通电使悬挂在钨丝上的纯铝丝升华成气态铝， 气态铝在管芯表面凝华，使其阴、阳极表面形成平整光滑的镀铝膜层。运用真空烧结工艺，完成平板管芯造型后，管芯的阴极面为裸片管芯阴极面，阳极为钼片，为了压接时，金属压块(如铜块)与阴、阳极面能紧密接触，平板管芯制造工艺中， 采用真空镀铝膜工艺，使阴、阳极表面得到一层光滑、平整、致密的铝膜。其工艺路线为钨丝上挂铝丝抽真空(3X10-4 Pa) 钨丝通电铝丝升华气态铝在管芯表面凝华形成铝膜钨丝断电取出管芯。真空镀铝膜表面检查将铝膜当平面镜使用，能成清晰虚像的铝膜最佳。镀铝膜上将焊接金属压块作为阳、阴极引出。4、真空封蜡表面保护工艺I > 固态真空封蜡+二甲苯均勻凃于平板管芯铝膜表面烘干 (150°C ) 5、磨角ZP平板管芯作正角修正(一般减小至40°左右)； KP平板管芯磨负角(一般5° — 8° )。6、酸洗。酸洗过程的实质是对磨角后的台面进行“细加工”，使台面的光滑程度进一步提高，工艺路线为鲁二魯二魯二魯混合酸(石肖fe、Si氣fe、醋fe ) 浸泡菅心晃动器皿取出管芯冲去离子水酒精脱水烘干检测、涂硅橡胶保护台面、烘干 7、去真空封蜡保护层完成酸洗工序后，真空封蜡完成了表面保护使命，应将其去除干净，工艺路线为 Φ φ 甲苯没泡11·芯用脱脂棉球擦净表面真空封蜡浸泡于丙酮中(去二甲苯)冲去离子水酒精脱水烘干 8、补凃硅橡胶和真空包装在去真空封蜡工序中，原涂的台面保护硅橡胶可能因操作时间长有微溶现象及台面保护不彻底现象，故应再补凃一次硅橡胶进行台面保护。真空包装的目的主要是对平板管芯的阴、阳极表面镀铝膜层起到防氧化和防外力擦伤的作用。权利要求1.用铝箔做焊料制造平板二极管或晶间管管芯的方法，其特征在于包括以下步骤(1)、已扩散硅片的切割；(2)、在二极管或晶闸管裸片管芯的阳极与钼片之间放置一片300-400Mffl除去氧化膜层的铝箔，在真空环境下加热，使铝箔熔化，将裸片管芯焊接在阳极钼片上，以增强硅片的机械强度；(3)、将二极管或晶闸管裸片管芯阴极、阳极钼片表面镀上光滑平整的铝膜；(4)、在镀铝膜层后的二极管或晶间管裸片管芯的上下表面均勻的凃上真空封蜡，使酸洗时管芯表面的镀铝膜层不被酸腐蚀；(5)、磨角；(6)、酸洗；(7)、涂硅橡胶保护台面；(8)、去真空封蜡保护层；(9)、补涂硅橡胶；(10)、真空包装。2.根据权利要求1所述的用铝箔做焊料制造平板二极管或晶间管管芯的方法，其特征在于所述铝箔本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．用铝箔做焊料制造平板二极管或晶闸管管芯的方法，其特征在于包括以下步骤：（１）、已扩散硅片的切割；（２）、在二极管或晶闸管裸片管芯的阳极与钼片之间放置一片３００－４００μｍ除去氧化膜层的铝箔，在真空环境下加热，使铝箔熔化，将裸片管芯焊接在阳极钼片上，以增强硅片的机械强度；（３）、将二极管或晶闸管裸片管芯阴极、阳极钼片表面镀上光滑平整的铝膜；（４）、在镀铝膜层后的二极管或晶闸管裸片管芯的上下表面均匀的凃上真空封蜡，使酸洗时管芯表面的镀铝膜层不被酸腐蚀；（５）、磨角；（６）、酸洗；（７）、涂硅橡胶保护台面；（８）、去真空封蜡保护层；（９）、补涂硅橡胶；（１０）、真空包装。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：洪忠健，洪藏华，
申请(专利权)人：黄山市晨曦电器有限公司，
类型：发明
国别省市：34