專利名稱：：一次焊接機(jī)動(dòng)車用硅雪崩整流二極管的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種機(jī)動(dòng)車發(fā)電機(jī)整流組件中的一種機(jī)動(dòng)車用硅雪崩整流二極管的生產(chǎn)方法，尤其是涉及一種一次焊接成型的機(jī)動(dòng)車用硅雪崩整流二極管的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
：機(jī)動(dòng)車用硅雪崩整流二極管是汽車發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵零部件，通過(guò)組合成整流組件，將發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換成直流電。由于它的雪崩擊穿特性，當(dāng)汽車發(fā)生故障時(shí)即拋負(fù)載時(shí)能吸收故障電壓，保護(hù)調(diào)節(jié)器不受損傷，在調(diào)節(jié)器失控時(shí)它能立即擊穿，使發(fā)電機(jī)不發(fā)電，起到保險(xiǎn)絲的作用，保護(hù)車內(nèi)主控器不受損傷，把惡性事故化成一般故障?，F(xiàn)有的機(jī)動(dòng)車用整流二極管的生產(chǎn)工藝方法都為二次焊接工藝方法。所生產(chǎn)的產(chǎn)品底座與管芯間的二次焊接的焊料熔點(diǎn)通常為23(TC,它的引線與管芯的焊料熔點(diǎn)為285°C,這種機(jī)動(dòng)車用整流二極管只能夠滿足整流橋極板溫度為17018(TC發(fā)電機(jī)的可靠性使用要求。二次焊接工藝方法的步驟為1.先將硅片和銅粒(或鐵片)焊接后制成整流粒子一管芯，所釆用的焊料熔點(diǎn)約為285°C。2.再通過(guò)二次焊接將引線、管芯、底座連接在一起制成整流二極管，它的引線與管芯、底座與管芯間的二次焊接的焊料熔點(diǎn)通常為230'C。這種工藝方法的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，投入的生產(chǎn)設(shè)備少，組織生產(chǎn)容易，缺點(diǎn)是這種焊料長(zhǎng)期處于21022(TC環(huán)境中時(shí)晶格變粗、電阻增大、熱阻增大、可靠性下降，在實(shí)際使用中引線與管芯容易脫落。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種耐高溫、可靠性高的機(jī)動(dòng)車用硅雪崩整流二極管的生產(chǎn)方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種一次焊接機(jī)動(dòng)車用硅雪崩整流二極管的生產(chǎn)方法，本發(fā)明的一次焊接機(jī)動(dòng)車用硅雪崩整流二極管的生產(chǎn)方法包括以1)通過(guò)一次焊接將一體化引線、焊片、硅片、另一焊片和底座依次組合在一起，直接制成整流二極管；2)通過(guò)濕法酸腐蝕，對(duì)裸露的PN結(jié)表面進(jìn)行酸洗；3)使用聚酰亞胺材料對(duì)PN結(jié)表面進(jìn)行鈍化；4)封裝。采用二次焊接生產(chǎn)方法生產(chǎn)機(jī)動(dòng)車用硅雪崩整流二極管，在進(jìn)行二次焊接時(shí)通常采用熔點(diǎn)為23(TC左右的鉛錫銀焊料或者錫銻或錫鈰焊料。由于二極管一次焊接焊料熔點(diǎn)為287°C，因此要求二次焊接時(shí)焊接體實(shí)際最高溫度不得超過(guò)260°C。因?yàn)楫?dāng)二次焊接時(shí)焊接體的最高溫度超過(guò)26(TC時(shí)，一次焊接的焊料晶格會(huì)變粗、應(yīng)力增加，會(huì)損傷二極管的電性能；過(guò)高的二次焊接溫度會(huì)使一次焊接焊料再熔，使二極管一次焊接的狀態(tài)變差，在電參數(shù)測(cè)試時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)AVF數(shù)值明顯變大，嚴(yán)重者將導(dǎo)致二極管分層。采用一次焊接方法生產(chǎn)機(jī)動(dòng)車用硅雪崩整流二極管的方法中，在焊接過(guò)程中，采用熔點(diǎn)為287。C的焊料及真空焊接工藝進(jìn)行焊接，它具有可焊性好、焊接面氣孔比率低等優(yōu)點(diǎn)。而采用一次焊接方法生產(chǎn)機(jī)動(dòng)車用硅雪崩二極管完全消除了二次焊接方法存在的缺陷，通過(guò)這種方法制成的產(chǎn)品焊料熔點(diǎn)高，達(dá)287'C,高溫性能好。而高溫性能指標(biāo)是汽車發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。當(dāng)機(jī)動(dòng)車用整流二極管工作時(shí)，由于大電流的作用，管殼溫度升至23(TC以上時(shí)，二次焊接工藝中的低溫焊片發(fā)生熔化，從而導(dǎo)致產(chǎn)品失效。而一次焊接工藝的焊片要在287'C以上時(shí)才開始重新熔化，極大地提高了產(chǎn)品性能。本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是由于本發(fā)明釆用一次焊接工藝方法生產(chǎn)機(jī)動(dòng)車用硅雪崩二極管，所以利用本發(fā)明的方法制成的產(chǎn)品最高等效工作結(jié)溫高、高溫性能好、散熱快、可簡(jiǎn)單裝配，極大地提高了產(chǎn)品可靠性和適應(yīng)性。圖1為釆用二次焊接工藝方法所生產(chǎn)的機(jī)動(dòng)車用二極管的結(jié)構(gòu)示意圖2為釆用一次焊接工藝方法所生產(chǎn)的機(jī)動(dòng)車用硅整流二極管的結(jié)構(gòu)示意圖3為AVF參數(shù)的測(cè)試原理圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一次焊接機(jī)動(dòng)車用硅雪崩整流二極管的生產(chǎn)方法,包括以下步驟1)通過(guò)一次焊接將引線5、焊片3、硅片2、另一焊片3和底座l依次組合在一起，直接制成整流二極管；2)通過(guò)濕法酸腐蝕，對(duì)棵露的PN結(jié)表面進(jìn)行酸洗；3)使用聚酰亞胺材料對(duì)PN結(jié)表面進(jìn)行鈍化；4)封裝。一次焊接和二次焊接生產(chǎn)工藝所生產(chǎn)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有明顯的不同，圖1為釆用二次焊接工藝方法所生產(chǎn)的機(jī)動(dòng)車用硅整流二極管的結(jié)構(gòu)示意圖；二極管包括底座l，在底座1上依次焊接有銅粒4、硅片2、第二個(gè)銅粒4和分體化引線9。圖2為釆用一次焊接工藝方法所生產(chǎn)的機(jī)動(dòng)車用硅雷崩整流二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。包括底座l，在底座l上依次焊接有焊片3、硅片2、另一焊片3和一體化引線5。表1列出了釆用現(xiàn)有的生產(chǎn)方法所生產(chǎn)的機(jī)動(dòng)車用二極管與釆用本發(fā)明的生產(chǎn)方法所生產(chǎn)的機(jī)動(dòng)車用硅雪崩整流二極管的性能指標(biāo)。從表1中可以看出兩者幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)的差別a)最高工作結(jié)溫Tjm:原為195°C，本發(fā)明可達(dá)到215°C;b)正向峰值壓降VFM:原為1.10V,本發(fā)明為1.00V;c)熱敏電壓差值厶VF上限本發(fā)明為30mV;d)熱循環(huán)負(fù)載試驗(yàn)次數(shù)原為小于1500次，本發(fā)明為大于8000次。因此，可以看出釆用本發(fā)明的方法生產(chǎn)的一次焊接機(jī)動(dòng)車用硅雪崩整流二極管的各項(xiàng)性能指標(biāo)有明顯的提高。本發(fā)明引進(jìn)了一項(xiàng)新的參數(shù)指標(biāo)"瞬態(tài)電壓差A(yù)VF"，俗稱瞬態(tài)熱阻。實(shí)踐證明，此參數(shù)的引進(jìn)，無(wú)論是生產(chǎn)企業(yè)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制，還是客戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的評(píng)價(jià)，都起到了非常好的效果。圖3為AVF參數(shù)的測(cè)試原理圖。在圖3中100mA是測(cè)試熱敏電壓VF的熱敏電流；100A/100ms方波脈沖電流是加熱源；Vn是加方波脈沖電流前0.5ms測(cè)的常態(tài)熱敏電壓；Vn是加方波脈沖電流后0.5ms測(cè)的瞬態(tài)熱敏電壓；△VF=VF1-VF2。AVp參數(shù)的物理意義為AVF的數(shù)值的大小反映了在加規(guī)定的方波脈沖電流前后二極管結(jié)溫T,的變化。A^數(shù)值小則結(jié)溫T,增加量小，說(shuō)明二極管芯片(硅片)產(chǎn)生的熱量瞬間散熱快，也表示二極管的瞬態(tài)熱阻小；AVF數(shù)值大則結(jié)溫Tj增加量大，說(shuō)明二極管芯片(硅片)產(chǎn)生的熱量瞬間散熱慢，也表示二極管的瞬態(tài)熱阻大。因此，對(duì)于同一型號(hào)規(guī)格產(chǎn)品，焊接質(zhì)量好，"瞬態(tài)電壓差A(yù)VF"會(huì)維持在較低水平上；焊接質(zhì)量不好，"瞬態(tài)電壓差A(yù)VF"就會(huì)增大。這樣就能實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制。本發(fā)明中所述底座1的底部為圓柱體6，在圓柱體6的上部中心位置有一突臺(tái)7,在圓柱體6上部還設(shè)置有一個(gè)與突臺(tái)7同心的圓環(huán)8，所述圓環(huán)8的橫截面為"『"型，且彎折處的內(nèi)部為圓弧形。底座1上述的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)能最大限度地消除二極管壓裝過(guò)程中產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力對(duì)硅片的影響，同時(shí)環(huán)氧封裝后，環(huán)氧與底座的結(jié)合力大大增加。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求1.一種一次焊接機(jī)動(dòng)車用硅雪崩整流二極管的生產(chǎn)方法，其特征在于包括以下步驟1)通過(guò)一次焊接將一體化引線(5)、焊片(3)、硅片(2)、另一焊片(3)和底座(1)依次組合在一起，直接制成整流二極管；2)通過(guò)濕法酸腐蝕，對(duì)裸露的PN結(jié)表面進(jìn)行酸洗；3)使用聚酰亞胺材料對(duì)PN結(jié)表面進(jìn)行鈍化；4)封裝。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一次焊接機(jī)動(dòng)車用硅雪崩整流二極管的生產(chǎn)方法，其特征在于在步驟l)過(guò)程中，釆用熔點(diǎn)為287'C的焊料及真空焊接工藝進(jìn)行焊接。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一次焊接機(jī)動(dòng)車用硅雪崩整流二極管的生產(chǎn)方法，其特征在于所述底座(1)的底部為圓柱體(6),在圓柱體(6)的上部中心位置有一突臺(tái)(7),在圓柱體(6)上部還設(shè)置有一個(gè)與突臺(tái)(7)同心的圓環(huán)(8),所述圓環(huán)(8)的橫截面為"『"型，且彎折處的內(nèi)部為圓弧形。全文摘要本發(fā)明公開了一種一次焊接機(jī)動(dòng)車用硅雪崩整流二極管的生產(chǎn)方法，包括以下步驟1)通過(guò)一次焊接將一體化引線、焊片、硅片、另一焊片和底座依次組合在一起，直接制成整流二極管；2)通過(guò)濕法酸腐蝕，對(duì)裸露的PN結(jié)表面進(jìn)行酸洗；3)使用聚酰亞胺材料對(duì)PN結(jié)表面進(jìn)行鈍化；4)封裝。利用本發(fā)明方法制成的機(jī)動(dòng)車用硅雪崩整流二極管最高等效工作結(jié)溫高、高溫性能好、散熱快、可簡(jiǎn)單裝配，極大地提高了產(chǎn)品可靠性和適應(yīng)性。文檔編號(hào)H01L21/02GK101355041SQ200810156038公開日2009年1月28日申請(qǐng)日期2008年9月26日優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日發(fā)明者戴小薇,榆曹,平韓申請(qǐng)人:昆山晨伊半導(dǎo)體器件廠