專利名稱：一種大電流(zk7000a)快恢復(fù)整流二極管的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大電流(I7000A)快恢復(fù)整流二極管的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)技術(shù)可以制造的普通型整流元件為5-5000A (ZP型)和一些容量不是很大的快恢復(fù)二極管50-3000Α(3(型)，而現(xiàn)有的I行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也只制定到 5-500A(JB5836-91).隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外電子產(chǎn)品的發(fā)展非常迅速，其產(chǎn)品也不斷涌入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)推動(dòng)作用很大。許多行業(yè)中例如汽車行業(yè)中大量電焊機(jī)使用的大容量的點(diǎn)焊機(jī)、縫焊機(jī)、滾焊機(jī)，都需要大量大容量的元件。由于國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體廠家生產(chǎn)的Uk元件電容量較小，最大只到4000A，另外體積也較大，直徑都大于70mm，而管壓降也都在1.6V以上，這些硬性缺陷不能滿足大電流焊機(jī)業(yè)的發(fā)展，因此，很多焊機(jī)生產(chǎn)企業(yè)都選用國(guó)外進(jìn)口 TL管件。例瑞士 ABB和德國(guó)西門康均向國(guó)內(nèi)提供大電流TL管件，而電流達(dá) 7000A的快恢復(fù)整流管在國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)中尚屬空白。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述國(guó)內(nèi)Tk元件的缺陷，提供一種體積小、壓降小而電流容量達(dá)7000A的快恢復(fù)整流二極管的生產(chǎn)方法。本發(fā)明技術(shù)方案是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的一種大電流(3(7000A)快恢復(fù)整流二極管的生產(chǎn)方法，其主要工藝步驟如下硅片清洗、三氯氧磷擴(kuò)散、單面磨片、擴(kuò)硼、套片、硅片蒸鋁、鉬元蒸金、燒結(jié)、芯片蒸金、合金、 磨角、腐蝕、保護(hù)、電子輻照、退火。所述的三氯氧磷擴(kuò)散工藝步驟為將清洗干凈硅片插入硅舟，緩緩?fù)迫胩囟囟鹊臄U(kuò)散爐溫區(qū)中，，氧氣攜帶冰點(diǎn)POCL3雜質(zhì)源擴(kuò)散一定時(shí)間，使其結(jié)深控制在18士2um。所述的擴(kuò)硼工藝步驟為將清洗干凈硅片磨片面涂一層硼鋁雜質(zhì)源，烘干，陽(yáng)陽(yáng)對(duì)疊，放入硅舟，推入特定溫度的擴(kuò)散爐中，擴(kuò)散一定時(shí)間，使其結(jié)深控制在60um。所述芯片蒸金工藝步驟為將清洗干凈的鎢絲、金絲和所需蒸金片一起裝入蒸發(fā)爐，待真空抽至5 X 10-3 時(shí)，調(diào)節(jié)蒸發(fā)電源從觀察孔觀察，待金絲完全溶化，蒸發(fā)完成后關(guān)閉蒸發(fā)電源，待溫度冷卻后充氣出爐。所述合金的工藝步驟為將蒸發(fā)合格的芯片陽(yáng)對(duì)陽(yáng)疊好，中間用石墨片間隔，放進(jìn)燒結(jié)爐，待爐溫升至850°C左右，真空度達(dá)到5X 時(shí)降機(jī)退火合金，合金溫度控制在 430°C左右，恒溫時(shí)間15分鐘后關(guān)加熱電源，爐溫降至150°C時(shí)充氣出爐。所述腐蝕工藝步驟將芯片陰極除臺(tái)面處用黑膠保護(hù)后，在旋轉(zhuǎn)腐蝕機(jī)上，腐蝕 15-20"，腐蝕液由發(fā)煙硝酸、氫氟酸、磷酸、冰乙酸配比而成。在三氯氧磷擴(kuò)散中，擴(kuò)散爐溫區(qū)的溫度為1210°C，溫區(qū)誤差士 1°C。在擴(kuò)硼工藝中，擴(kuò)散爐溫區(qū)溫度為1260°C，溫區(qū)內(nèi)誤差士 1°C。在腐蝕工藝中，腐蝕液體積配比發(fā)煙硝酸氫氟酸磷酸冰乙酸=3 · 2 · 1 · 1 ο
具體實(shí)施例方式一種大電流(I7000A)快恢復(fù)整流二極管的生產(chǎn)方法，其特征在于其主要工藝步驟如下硅片清洗、三氯氧磷擴(kuò)散、單面磨片、擴(kuò)硼、套片、硅片蒸鋁、鉬元蒸金、燒結(jié)、芯片蒸金、合金、磨角、腐蝕、保護(hù)、電子輻照、退火。實(shí)施例1本實(shí)施例的大電流快恢復(fù)整流二極管的生產(chǎn)方法，其主要工藝步驟依次為1.硅片清洗將硅片放入塑料盒，擺入超聲波，超洗，其間需勤換水，超洗兩天后插清洗架分別煮1#、姊清洗液各兩遍，而后煮去離子水兩遍，烘干待用。2.三氯氧磷擴(kuò)散將清洗干凈硅片插入硅舟，緩緩?fù)迫霐U(kuò)散爐溫區(qū)中，擴(kuò)散溫度1210°C，溫區(qū)誤差士 l°c，氧氣攜帶冰點(diǎn)POCL3雜質(zhì)源擴(kuò)散一定時(shí)間，使其結(jié)深控制在18士2um。3.單面磨片將硅片用蠟對(duì)合膠牢，并抽測(cè)厚度，力求厚度一致。裝入行星位，設(shè)定磨片時(shí)間，開啟電源磨片。時(shí)間到后抽測(cè)磨片厚度是否達(dá)到要求。根據(jù)抽測(cè)磨片厚度適當(dāng)增減磨片時(shí)間， 以使磨片厚度達(dá)到要求。4.擴(kuò)硼將清洗干凈硅片磨片面涂一層硼鋁雜質(zhì)源，烘干，陽(yáng)陽(yáng)對(duì)疊，放入硅舟，推入擴(kuò)散爐中，擴(kuò)散溫度為1260°C，溫區(qū)內(nèi)誤差士 1°C，擴(kuò)散一定時(shí)間，使其結(jié)深控制在60um。5.套片將硅片用蠟?zāi)z在玻璃板上。膠合面不能有空隙和氣泡。用金剛砂刀片做成各種直線相對(duì)應(yīng)的套刀。套位時(shí)加適當(dāng)冷卻液，進(jìn)刀不宜過快，扶穩(wěn)玻璃。聽到套穿聲音即退刀。 自然水沖凈后在電爐上將硅片化開，并用664洗液清洗、烘干。6.硅片蒸鋁將清洗干凈硅片陽(yáng)極朝上擺入鍍膜機(jī)蒸發(fā)板面，真空環(huán)境蒸發(fā)一層2-3um，厚鋁膜，以利燒結(jié)。7.鉬元蒸金將清洗干凈鉬片在鍍膜機(jī)中蒸發(fā)一層金膜，以利電極穩(wěn)定。8.燒結(jié)工藝將清潔處理好的硅片用鑷子鉗在干凈的濾紙上，放在紅外線下烘；鋁片將腐蝕好的鋁片經(jīng)丙酮脫水兩次后鉗在濾紙上，放在紅外線下烘干；鉬片將鉬片用鑷子鉗在干凈的濾紙上，放在紅外線下烘；石墨粉存放在80士2°C烘箱內(nèi)待用；燒結(jié)裝模順序依次為鉬片、鋁片、硅片石墨粉，按此重復(fù)，鋁片厚0. 011-0. 013mm ；進(jìn)爐燒結(jié)，真空抽至5X 10_3Pa， 爐體溫度升到850°C左右，開始套爐升溫，控制燒結(jié)溫度恒溫，恒溫結(jié)束后，自然冷卻，降至 14mv抬爐，關(guān)擴(kuò)散泵電爐，降至6mv左右，放氣出爐。9.芯片蒸金將清洗干凈的鎢絲、金絲和所需蒸金片一起裝入蒸發(fā)爐，待真空抽至5X10_3Pa時(shí)，調(diào)節(jié)蒸發(fā)電源從觀察孔觀察，待金絲完全溶化，蒸發(fā)完成后關(guān)閉蒸發(fā)電源，待溫度冷卻后充氣出爐。10.合金將蒸發(fā)合格的芯片陽(yáng)對(duì)陽(yáng)疊好，中間用石墨片間隔，放進(jìn)燒結(jié)爐，待爐溫升至 850°C左右，真空度達(dá)到5X10_3Pa時(shí)降機(jī)退火合金，合金溫度控制在430°C左右，恒溫時(shí)間 15分鐘后關(guān)加熱電源，爐溫降至150°C時(shí)充氣出爐。11.磨角將管芯刮上少許似8金剛砂，在15° -20°的錐形磨角頭上磨出適當(dāng)寬帶的臺(tái)面， 超洗干凈后烘干交腐蝕。11.腐蝕:將芯片陰極除臺(tái)面處用黑膠保護(hù)后，在旋轉(zhuǎn)腐蝕機(jī)上，腐蝕15-20〃，腐蝕液體積配比為發(fā)煙硝酸氫氟酸磷酸冰乙酸=3:2:1:1。12.保護(hù)將腐蝕完、測(cè)試合格芯片用點(diǎn)膠在芯片臺(tái)面均勻涂上一層⑶-408硅橡膠。室溫固化4小時(shí)候后烘箱固化。13.電子輻射將中檢測(cè)試合格芯片，采用電子輻照辦法，減小基區(qū)少子壽命，提高快恢復(fù)整流管的反向恢復(fù)時(shí)間。14.退火將電子輻射后管芯擺入烘箱，200°恒溫4小時(shí)候，測(cè)試芯片各項(xiàng)參數(shù)。經(jīng)過實(shí)踐，通過以上工藝生產(chǎn)出來(lái)的大電流快恢復(fù)整流二極管，元件的直徑達(dá)到國(guó)內(nèi)最小的(Φ 48mm)，元件的厚度(結(jié)片0. 2mm)，元件電容量較大，電流可以達(dá)到7000A，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)的空白。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開如上，但它們并不是用來(lái)限定本發(fā)明的，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，自當(dāng)可作各種變化或潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請(qǐng)的權(quán)利要求保護(hù)范圍所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種大電流(S(7000A)快恢復(fù)整流二極管的生產(chǎn)方法，其特征在于其工藝步驟如下硅片清洗、三氯氧磷擴(kuò)散、單面磨片、擴(kuò)硼、套片、硅片蒸鋁、鉬元蒸金、燒結(jié)、芯片蒸金、 合金、磨角、腐蝕、保護(hù)、電子輻照、退火。
2.如權(quán)利要求1所述的一種大電流(S(7000A)快恢復(fù)整流二極管的生產(chǎn)方法，其特征在于其中三氯氧磷擴(kuò)散工藝步驟為將清洗干凈硅片插入硅舟，緩緩?fù)迫胩囟囟鹊臄U(kuò)散爐溫區(qū)中，，氧氣攜帶冰點(diǎn)POCL3雜質(zhì)源擴(kuò)散一定時(shí)間，使其結(jié)深控制在18士2um。
3.如權(quán)利要求1所述的一種大電流(S(7000A)快恢復(fù)整流二極管的生產(chǎn)方法，其特征在于其中擴(kuò)硼工藝步驟為將清洗干凈硅片磨片面涂一層硼鋁雜質(zhì)源，烘干，陽(yáng)陽(yáng)對(duì)疊， 放入硅舟，推入特定溫度的擴(kuò)散爐中，擴(kuò)散一定時(shí)間，使其結(jié)深控制在60um。
4.如權(quán)利要求1所述的一種大電流(S(7000A)快恢復(fù)整流二極管的生產(chǎn)方法，其特征在于其中芯片蒸金工藝步驟為將清洗干凈的鎢絲、金絲和所需蒸金片一起裝入蒸發(fā)爐， 待真空抽至5Χ10_3Ι^時(shí)，調(diào)節(jié)蒸發(fā)電源從觀察孔觀察，待金絲完全溶化，蒸發(fā)完成后關(guān)閉蒸發(fā)電源，待溫度冷卻后充氣出爐。
5.如權(quán)利要求1所述的一種大電流(S(7000A)快恢復(fù)整流二極管的生產(chǎn)方法，其特征在于其中合金的工藝步驟為將蒸發(fā)合格的芯片陽(yáng)對(duì)陽(yáng)疊好，中間用石墨片間隔，放進(jìn)燒結(jié)爐，待爐溫升至850°C左右，真空度達(dá)到5Χ 時(shí)降機(jī)退火合金，合金溫度控制在 430°C左右，恒溫時(shí)間15分鐘后關(guān)加熱電源，爐溫降至150°C時(shí)充氣出爐。
6.如權(quán)利要求1所述的一種大電流(S(7000A)快恢復(fù)整流二極管的生產(chǎn)方法，其特征在于其中腐蝕工藝步驟將芯片陰極除臺(tái)面處用黑膠保護(hù)后，在旋轉(zhuǎn)腐蝕機(jī)上，腐蝕 15-20"，腐蝕液由發(fā)煙硝酸、氫氟酸、磷酸、冰乙酸配比而成。
7.如權(quán)利要求1或2所述的一種大電流(Ι7000Α)快恢復(fù)整流二極管的生產(chǎn)方法，其特征在于在三氯氧磷擴(kuò)散工藝中擴(kuò)散爐溫區(qū)的溫度為1210°C，溫區(qū)誤差士 1°C。
8.如權(quán)利要求1或3所述的一種大電流(I7000A)快恢復(fù)整流二極管的生產(chǎn)方法，其特征在于在擴(kuò)硼工藝中，擴(kuò)散爐溫區(qū)溫度為1260°C，溫區(qū)內(nèi)誤差士 1°C。
9.如權(quán)利要求1或6所述的一種大電流(I7000A)快恢復(fù)整流二極管的生產(chǎn)方法，其特征在于在腐蝕工藝中，腐蝕液配比發(fā)煙硝酸氫氟酸磷酸冰乙酸=3 2 1 1。
全文摘要
被發(fā)明提供一種大電流(ZK7000A)快恢復(fù)整流二極管的生產(chǎn)方法，其主要工藝步驟如下硅片清洗、三氯氧磷擴(kuò)散、單面磨片、擴(kuò)硼、套片、硅片蒸鋁、鉬元蒸金、燒結(jié)、芯片蒸金、合金、磨角、腐蝕、保護(hù)、電子輻照、退火。通過此生產(chǎn)方法，生產(chǎn)出體積小，元件的直徑達(dá)到國(guó)內(nèi)最小的(Φ48mm)，元件的厚度(結(jié)片0.2mm)，壓降小而電流容量達(dá)7000A的快恢復(fù)整流二極管。
文檔編號(hào)H01L21/329GK102214571SQ20111014855
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者陳建平 申請(qǐng)人:江蘇威斯特整流器有限公司