如发现有乱码，请点击下面链接浏览原文
正文摘录:

李致远：大电流小封装整流组件2CZ234型的研制2.1.2芯片结构设计要降低器件本身的导通压降，必须使金属与半导体形成欧姆接触，然而由于Si具有较高的表面态密度，无论N型材料或P型材料的半导体与金属接触都形成势垒。所以在实际生产过程中采用重掺杂法实现隧道效应的原理在半导体的器件上制造欧姆接触。在实际工作中，管子击穿容易发生在管子的棱角区域。这主要一方面是电力线密集，另一方面电中性要求空间电荷区有所收缩，这样，在棱角区发生电场集中，最大电场强度比平面结区的高，所以雪崩击穿必然首先发生在棱角结区，使PN结的击穿电压降低。为了克服棱角电场集中对雪崩击穿电压的影响，该设计采用光刻开槽与玻璃钝化的方法，刻蚀出管芯的台面，减弱电场集中现象从而提高雪崩击穿电压。2.1_3芯片工艺设计(1)管芯面积的确定根据设计要求，该二极管的电流为15A，按照电流密度计算公式：A—J／-，(式中-厂为电流密度，A为芯片面积)。通常情况下，芯片的电流密度值取为.，一100A／cm““，则芯片面积为A一15／100△O.15cm。，根据计算值，管芯面积选用4.2×4.2mm。的玻璃钝化二极管可满足器件的工作需要，并留有一定的余量。(2)管芯厚度的确定管芯采用玻璃钝化工艺，N’NPP’对称结构。根据器件电参数要求，按经验公式：％一1000“’。计算，考虑到工艺误差，硅单晶电阻率选取8～10Q·cm，考虑到正向压降以及实际工艺偏差，我们把基区宽度确定为60pm，N’层(磷结深)为120±5肛m。(3)扩散温度和时间的确定考虑兼容现有生产设备及工艺条件，磷扩散温度选择为1280℃±1℃，表面浓度达到N。一1.7×10。。／cm。，以上方块电阻为O.1～O.2Q／口。磷扩散的时间确定为96h，扩散结深X，一120±5tLm。硼铝双杂质扩散温度取1250℃±1℃，表面浓度N。一(2×10”～4×10。。)／cm。.对应方块电阻O.6～1Q／口，硼铝扩散时间相对较短，并且认为硼铝杂质源量是足够的，扩散模式近似认为是恒定源扩散，在此我们把硼铝扩散的时间确定为f一12h，扩散结深x，一45±5tLm。(4)镀镍及退火时间的确定为了确保管芯与组件镀层的附着能力，结合现有生产设备及工艺条件，采用了管芯表面喷沙处理，去除管芯表面磷硅玻璃层，然后采用镀镍液化学镀60～70s，在管芯两面均匀镀上一层镍层，并在810℃恒温下通氢气恒温加热45min后，关炉自然降温以实现管芯表面一次金属化层的形成。1242.2后部封装设计2.2.1工艺流程设计本设计是一种T0—254封装结构的大电流整流二极管，结合现有生产设备和条件，该产品的后部工艺流程设计为：烧结一清理一压焊一镜检一平行缝焊一高温储存一温循一功率筛选一搪锡一：PIND一检漏一激光打标一成品测试。2.2.2工艺设计烧结温度和时间确定：结合现有生产设备及工艺所用的焊料熔点，参考工艺文件说明，烧结温度设定为400℃，烧结时间为8min。使焊料片与管芯和底座能形成良好的欧姆接触，有利于管芯散热和减少热阻。压焊丝数量确定根据设计要求，该二极管的电流为15A，单根直径为50pm铝丝的最大额定电流1.2A，则最少要压13根铝丝方能保证其电流达到15A，考虑到实际工作中的瞬时导通电流将比额定电流大，将其铝丝数确定为25根。3研制过程自2004年初接受产品研制任务后，我们根据主要技术指标要求，提出产品结构工艺参数及工艺流程的设计方案，并对管芯部分工艺参数进行重复验证。后部经烧结、压焊、平行缝焊等工序并进行相应的工艺筛选来验证整个方案的可行性及合理性。于当年4月研制出初样产品。在研制过程中，我们发现产品在工艺中不同程度地出现管芯与底板粘润不良的现象。烧结后造成部分产品的正向压降偏大甚至开路，为此采用相应的改进措施：(1)控制提高管芯及底板的镀层质量，确保管芯底板焊料的烧结粘附能力。(2)选择合适的喷砂压力，确保管芯蒸发制作前有清洁新鲜的表面。(3)镀镍液配比中，要严格控制次亚磷酸钠的含量，不能超标。通过采取以上工艺改进措施后，不仅提高了合格率，而且还使产品的可靠性得到保证和提高。并于当年年底试制出了合格产品。4研制难点及关键技术4.1提高底座镍镀层质量，确保管芯底板组件的镀层附着能力2CZ234产品要求大功率，为了保证管芯的优良散热能力要求镀镍层与管芯与底板具有良好的粘附。在研制过程中通过反复摸索试验，进行以下工艺改进使镍层质量明显提高。