專利名稱：光伏旁路肖特基二極管的制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于二極管的生產(chǎn)工藝，特別涉及一種光伏旁路肖特基二極管的制造工 藝。
背景技術(shù)：
光伏旁路二極管主要用于太陽能電池組件的接線盒內(nèi)，保護(hù)太陽能電池板正常工 作。太陽能電池在正常有光照的情況下，光伏二極管工作在反向截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)對(duì)電池組件 并不起保護(hù)作用，而太陽能電池組件往往是安裝在室外或遠(yuǎn)離城市比較空曠的地方，當(dāng)太 陽能電池組件中有一片或幾片電池被其它物體(如鳥糞、樹蔭等)長時(shí)間遮擋時(shí)，被遮擋的 太陽能電池片此時(shí)將會(huì)嚴(yán)重發(fā)熱甚至燒壞，這就是“熱斑效應(yīng)”。這種效應(yīng)對(duì)太陽能電池會(huì) 造成很嚴(yán)重地破壞作用。有光照的電池所產(chǎn)生的部分能量或所有的能量，都可能被遮蔽的 電池所消耗。為了防止太陽能電池由于熱班效應(yīng)而被破壞，需要在太陽能電池組件的正負(fù)極間 并聯(lián)一個(gè)旁路二極管，以避免光照組件所產(chǎn)生的能量被遮蔽的組件所消耗。由于大多數(shù)二 極管安裝在接線盒內(nèi)，盒內(nèi)受有限的散熱空間及結(jié)構(gòu)和材料的限制，要求二極管的熱性能 一定要好。熱斑發(fā)生時(shí)，組件電流基本上都流經(jīng)旁路二極管，有電流流過就會(huì)有熱產(chǎn)生，下式為二極管結(jié)溫的計(jì)算公式Tj = Tcase+R*U*I其中R為熱阻系數(shù)，由二極管廠家給出，Tcase是二極管表面溫度(用熱電偶測 出)，u是二極管兩端壓降(實(shí)測值)，I為組件短路電流。由此可見，從二極管本身看，二極 管的熱性能與其封裝形式、正向?qū)▔航?、熱阻系?shù)、經(jīng)電流有直接關(guān)系。這兩年來因?yàn)楣?伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，接線盒二極管的問題造成退貨事件逐漸增多。主要還是因?yàn)槎O管的 正向壓降偏大，二極管本身發(fā)熱量較大，而接線盒的散熱效果不好，造成二極管的熱擊穿， 并帶有接線盒燒毀等現(xiàn)象。故對(duì)現(xiàn)有的二極管的生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明對(duì)肖特基二極管的生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)引線的回火處理、增大直徑以及 對(duì)引線端部的鐓粗處理，降低了引線中的應(yīng)力，提高了引線的散熱能力同時(shí)還提高了二極 管的抗浪涌電流沖擊的能力，采用高導(dǎo)熱低應(yīng)力的黑膠，提高了肖特基二極管的導(dǎo)熱性能， 降低了二極管的表面溫度，使光伏肖特基二極管能夠滿足接線盒內(nèi)使用的要求。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)光伏旁路肖特基二極管的制造工藝，其工藝步驟如下1)將引線放置在定位夾具上進(jìn)行排向，2)對(duì)引線進(jìn)行回火處理，3)將焊片、芯粒定位固定到夾具上并進(jìn)行焊接，得到半成品的二極管，4)對(duì)半成品的二極管進(jìn)行IPA浸泡，浸泡完成后并進(jìn)行烘烤，5)采用高導(dǎo)熱低應(yīng)力黑膠進(jìn)行澆鑄模壓，
6)模壓完成后進(jìn)行穩(wěn)定烘烤，7)烘烤完成后對(duì)引線進(jìn)行電鍍，8)電鍍完成后二極管進(jìn)過一貫機(jī)的檢測并進(jìn)行包裝，所述的步驟5中的高導(dǎo)熱低應(yīng)力黑膠由環(huán)氧樹脂、固化劑和鋁粉構(gòu)成，所述的環(huán) 氧樹脂、固化劑和鋁粉進(jìn)行混合的質(zhì)量比為22 25% 1. 5 2. 5% 73 76%。本發(fā)明通過改變黑膠的組份的配比來提高黑膠的性能，用上述配比的黑膠進(jìn)行澆 鑄模壓，可以得到導(dǎo)熱系數(shù)為4. 6ff/(m. K)黑膠澆鑄體，所澆鑄形成的澆鑄體具有SlMPa的 拉伸強(qiáng)度和215MPa的壓縮強(qiáng)度，在黑膠中增加的鋁粉形成的環(huán)氧樹脂產(chǎn)品能具有良好的 導(dǎo)熱性，便于二極管中的熱能的散發(fā)，同時(shí)高的拉伸強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度使固化形成的環(huán)氧黑 膠體具有較好的抗沖擊能力，減少澆鑄模壓過程中隊(duì)芯粒的應(yīng)力損傷。步驟3中所示的焊接過程中通入了高純度氮?dú)夂透呒兌葰錃?，高純度氮?dú)饽芊乐?焊接處被氧化，高純度氫氣一方面還原高純度氮?dú)庵写嬖诘难鯕?，另一方面能控制焊接?溫度，改善焊接質(zhì)量，在焊接的時(shí)候通入的氮?dú)鈱?duì)焊接過程形成的一個(gè)保護(hù)，防止焊接處被 氧化，通入的氫氣能夠還原液氮中含有的氧氣，防止氧氣氧化焊接處，同時(shí)可以控制氫氣的 通入量來調(diào)節(jié)焊接的溫度，來調(diào)整焊接的質(zhì)量。所述的步驟4中的烘烤溫度為80 100°C，烘烤時(shí)間為2 池，這里設(shè)置的烘干 用于將前述的IPA浸泡后殘留在二極管表面的溶液進(jìn)行烘干，便于后續(xù)的使用。所述的步驟2中的回火為高溫回火，所述的回火溫度在490°C 500°C之間，同時(shí) 控制回火爐的降溫斜率為5°C/min，另外升溫時(shí)間和降溫時(shí)間之間的比例為1 2，設(shè)置的 高溫回火用于調(diào)整引線的應(yīng)力，使引線具有較長的使用壽命。所述的引線的直徑為l^Smm，增大引線的直徑，即增大了引線的散熱面積，便于 將二極管的熱量散發(fā)出去，另外增大了引線的直徑還可以提高二極管抗浪涌電流沖擊的能 力。所述的步驟2之后會(huì)對(duì)引線的頭部鐓粗處理，在頭部形成一個(gè)圓錐臺(tái)狀，所述的 圓錐臺(tái)的最大直徑為4. 7mm，在引線端部形成的圓錐臺(tái)，圓錐臺(tái)的端面與芯粒進(jìn)行連接，增 大了引線與芯粒的接觸面積，有利于熱量的散發(fā)。所述的步驟6中的穩(wěn)定烘烤的烘烤溫度為170°C 士5°C，烘烤的時(shí)間為4 5h，此 烘烤設(shè)置在澆鑄模壓以后，進(jìn)過烘烤后的芯粒外圍包裹的黑膠具有較好的穩(wěn)定性，提高了 二極管的穩(wěn)定性。所述的步驟7中的電鍍時(shí)間為35 45min，所述的電鍍時(shí)間比傳統(tǒng)的電鍍時(shí)間延 長了 10 15min，這樣增加了引線表面金屬鍍層的厚度，另外所鍍的材料為錫，錫的散熱性 比銅好，有利于二極管熱量的散發(fā)。本發(fā)明通過對(duì)上述工藝參數(shù)的改進(jìn)，提高了光伏旁路肖特基二極管的散熱性能， 防止了二極管被熱擊穿，同時(shí)也防止了二極管位于的接線盒的燒毀。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明光伏旁路肖特基二極管的制造工藝，其工藝步驟如下1)將引線放置在定位夾具上進(jìn)行排向，對(duì)引線進(jìn)行一個(gè)定位和排向，便于后續(xù)加工動(dòng)作的進(jìn)行，2)對(duì)引線進(jìn)行回火處理，所述的回火為高溫回火，所述的回火溫度在490°C 500°C之間，同時(shí)控制回火爐的降溫斜率為5°C /min，另外升溫時(shí)間和降溫時(shí)間之間的比例 為1 2，設(shè)置的高溫回火用于調(diào)整引線的應(yīng)力，使引線具有較長的使用壽命，引線中的應(yīng) 力小，也便于后續(xù)的鐓粗加工的作業(yè)，3)將焊片、芯粒定位固定到夾具上并進(jìn)行焊接，得到半成品的二極管，首先我們通 過脫模機(jī)將芯粒從包裝薄膜上脫離下來，然后進(jìn)行定位裝架，裝架時(shí)同時(shí)安裝焊片，焊接過 程中通入了高純度氮?dú)夂透呒兌葰錃?，高純度氮?dú)饽芊乐购附犹幈谎趸?，高純度氫氣一?面還原高純度氮?dú)庵写嬖诘难鯕猓硪环矫婺芸刂坪附拥臏囟?，改善焊接質(zhì)量，在焊接的時(shí) 候通入的氮?dú)鈱?duì)焊接過程形成的一個(gè)保護(hù)，防止焊接處被氧化，通入的氫氣能夠還原液氮 中含有的氧氣，防止氧氣氧化焊接處，同時(shí)可以控制氫氣的通入量來調(diào)節(jié)焊接的溫度，來調(diào) 整焊接的質(zhì)量，在焊接完后我們還會(huì)進(jìn)行一個(gè)電性的檢測，檢測焊接效果是否良好，剔除一 部分不良品，4)對(duì)半成品的二極管進(jìn)行IPA浸泡，浸泡完成后并進(jìn)行烘烤，將焊接后的二極管 半成品放入IPA溶液中浸泡，浸泡可以提高二極管以后使用的可靠性，5)采用高導(dǎo)熱低應(yīng)力黑膠進(jìn)行澆鑄模壓，所述的高導(dǎo)熱低應(yīng)力黑膠由環(huán)氧 樹脂、固化劑和鋁粉構(gòu)成，所述的環(huán)氧樹脂、固化劑和鋁粉進(jìn)行混合的質(zhì)量比為22 25% 1.5 2.5% 73 76%。改變黑膠的組份的配比來提高黑膠的性能，用上述配比 的黑膠進(jìn)行澆鑄模壓，可以得到導(dǎo)熱系數(shù)為4. 6ff/(m. K)黑膠澆鑄體，所澆鑄形成的澆鑄體 具有SlMPa的拉伸強(qiáng)度和215MPa的壓縮強(qiáng)度，在黑膠中增加的鋁粉形成的環(huán)氧樹脂產(chǎn)品能 具有良好的導(dǎo)熱性，便于二極管中的熱能的散發(fā)，同時(shí)高的拉伸強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度使固化形 成的環(huán)氧黑膠體具有較好的抗沖擊能力，減少澆鑄模壓過程中隊(duì)芯粒的應(yīng)力損傷，澆鑄模 壓完成后會(huì)對(duì)二極管進(jìn)行一個(gè)檢測，檢測模壓過程中對(duì)二極管是否造成損傷。6)模壓完成后進(jìn)行穩(wěn)定烘烤，穩(wěn)定烘烤的烘烤溫度為170°C 士5°C，烘烤的時(shí)間為 4 證，此烘烤設(shè)置在澆鑄模壓以后，經(jīng)過烘烤后的芯粒外圍包裹的黑膠具有較好的穩(wěn)定 性，提高了二極管的穩(wěn)定性，烘烤完成后放入一個(gè)5H溶液中進(jìn)行去膠皮處理，這里對(duì)二極 管的表面和銅引線的殘膠進(jìn)行一個(gè)處理，得到一個(gè)外觀較好的二極管，7)烘烤完成后對(duì)引線進(jìn)行電鍍，所述的電鍍時(shí)間為35 45min，所述的電鍍時(shí)間 比傳統(tǒng)的電鍍時(shí)間延長了 10 15min，這樣增加了引線表面金屬鍍層的厚度，另外所鍍的 材料為錫，錫的散熱性比銅好，有利于二極管熱量的散發(fā)，電鍍完成后進(jìn)行檢測，檢測電鍍 層的厚度、電鍍的牢固性和電鍍后的產(chǎn)品外觀，剔除鍍層厚度和牢固性不夠的產(chǎn)品，8)電鍍完成后二極管進(jìn)過一貫機(jī)的檢測并進(jìn)行包裝，一貫機(jī)用于對(duì)二極管的電性 進(jìn)行檢測，進(jìn)一步剔除不良品，同時(shí)并對(duì)二極管的引線進(jìn)行壓整，保證引線的直線度，并通 過人工觀測是否有混料的問題存在，及時(shí)發(fā)現(xiàn)混料的問題，減少客戶的投訴，完成上述動(dòng)作 后進(jìn)行包裝。本發(fā)明通過對(duì)上述工藝參數(shù)的改進(jìn)，提高了光伏旁路肖特基二極管的散熱性能， 防止了二極管被熱擊穿，同時(shí)也防止了二極管位于的接線盒的燒毀。
權(quán)利要求
1.光伏旁路肖特基二極管的制造工藝，其工藝步驟如下1)將引線放置在定位夾具上進(jìn)行排向，2)對(duì)引線進(jìn)行回火處理，3)將焊片、芯粒定位固定到夾具上并進(jìn)行焊接，得到半成品的二極管，4)對(duì)半成品的二極管進(jìn)行IPA浸泡，浸泡完成后并進(jìn)行烘烤，5)采用高導(dǎo)熱低應(yīng)力黑膠進(jìn)行澆鑄模壓，6)模壓完成后進(jìn)行穩(wěn)定烘烤，7)烘烤完成后對(duì)引線進(jìn)行電鍍，8)電鍍完成后二極管進(jìn)過一貫機(jī)的檢測并進(jìn)行包裝，其特征在于所述的步驟5中的高導(dǎo)熱低應(yīng)力黑膠由環(huán)氧樹脂、固化劑和鋁粉構(gòu)成，所 述的環(huán)氧樹脂、固化劑和鋁粉進(jìn)行混合的質(zhì)量比為22 25% 1.5 2.5% 73 76%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏旁路肖特基二極管的制造工藝，其特征在于步驟3中 所示的焊接過程中通入了高純度氮?dú)夂透呒兌葰錃?，高純度氮?dú)饽芊乐购附犹幈谎趸?，?純度氫氣一方面還原高純度氮?dú)庵写嬖诘难鯕?，另一方面能控制焊接的溫度，改善焊接質(zhì) 量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏旁路肖特基二極管的制造工藝，其特征在于所述的步 驟4中的烘烤溫度為80 100°C，烘烤時(shí)間為2 池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏旁路肖特基二極管的制造工藝，其特征在于所述的步 驟2中的回火為高溫回火，所述的回火溫度在490°C 500°C之間，同時(shí)控制回火爐的降溫 斜率為5°C/min，另外升溫時(shí)間和降溫時(shí)間之間的比例為1 2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏旁路肖特基二極管的制造工藝，其特征在于所述的引 線的直徑為U8mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏旁路肖特基二極管的制造工藝，其特征在于所述的步 驟2之后會(huì)對(duì)引線的頭部鐓粗處理，在頭部形成一個(gè)圓錐臺(tái)狀，所述的圓錐臺(tái)的最大直徑 為 4. 7mmο
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏旁路工肖特基二極管的制造工藝，其特征在于所述的步 驟6中的穩(wěn)定烘烤的烘烤溫度為170°C 士5°C，烘烤的時(shí)間為4 證。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏旁路肖特基二極管的制造工藝，其特征在于所述的步 驟7中的電鍍時(shí)間為35 45min。
全文摘要
本發(fā)明屬于二極管的生產(chǎn)工藝，特別涉及一種光伏旁路肖特基二極管的制造工藝。本發(fā)明改進(jìn)澆鑄模壓過程中采用的黑膠的成分組，本發(fā)明對(duì)肖特基二極管的生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)引線的回火處理、增大直徑以及對(duì)引線端部的鐓粗處理，降低了引線中的應(yīng)力，提高了引線的散熱能力同時(shí)還提高了二極管的抗浪涌電流沖擊的能力，采用高導(dǎo)熱低應(yīng)力的黑膠，提高了肖特基二極管的導(dǎo)熱性能，降低了二極管的表面溫度，使光伏肖特基二極管能夠滿足接線盒內(nèi)使用的要求。
文檔編號(hào)H01L21/329GK102142371SQ201010612279
公開日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者李健 申請(qǐng)人:常州星海電子有限公司