[实用新型]一种高可靠表面贴装的二极管

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体封装技术领域，尤其是涉及一种高可靠表面贴装的二极管。

背景技术

目前，航天、航空、船舶、兵器等领域大量使用一定电流或功率的表面贴装二极管器件，要求热阻小、耐冲击性能好、可靠性高等特点，为提高整机可靠性提供前提。

目前，表面贴装的具有一定电流或功率的二极管器件大多数为塑料封装。

塑料封装的半导体器件，见图1，受塑封材质和生产工艺的限制其工作温度范围和可靠性都满足不了恶劣环境的使用要求，特别是在潮湿和盐气重的情况下不能长期工作，其封装的特点决定了其不能用于高可靠领域。

因此，如何提供一种可靠性高且生产加工工艺较简单，便于大批量生产的二极管器件是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高可靠表面贴装的二极管，该二极管的可靠性高且生产加工工艺较简单，便于大批量生产。

为解决上述的技术问题，本实用新型提供的技术方案为：

一种高可靠表面贴装的二极管，包括用于封装的外壳、芯片、用于将所述芯片固定于所述外壳上的焊料以及用于将所述芯片的电极与外壳的电极连接的键合丝；

所述外壳包括两块导电片、金属连接柱、陶瓷基座、钼片、打线片、金属环框以及金属盖板；

所述陶瓷基座的部分上表面上开设有用于放置所述芯片的凹坑，所述凹坑的内底面上开设有第一连接孔，所述陶瓷基座的剩余上表面上开设有第二连接孔，所述陶瓷基座的四周侧面上设置有侧面金属化层；

所述钼片通过钎焊固定于所述陶瓷基座上的凹坑中且覆盖所述凹坑中的第一连接孔；

所述打线片通过钎焊固定于所述陶瓷基座的剩余上表面上且覆盖所述第二连接孔；

所述导电片通过钎焊固定于所述陶瓷基座的下底面上；

所述第一连接孔中设置有金属连接柱，且所述第一连接孔中的金属连接柱的上端与所述钼片的下表面钎焊连接，所述第一连接孔中的金属连接柱的下端与一块所述导电片的上表面钎焊连接；

所述第二连接孔中设置有金属连接柱，且所述第二连接孔中的金属连接柱的上端与所述打线片的下表面钎焊连接，所述第二连接孔中的金属连接柱的下端与另一块所述导电片的上表面钎焊连接；

所述金属环框通过钎焊固定在所述陶瓷基座的上表面上的四周边沿处；

所述金属盖板通过平行缝焊密封固定在所述金属环框的上面开口处；

所述芯片通过焊料烧结固定在所述钼片上；

所述键合丝的一端与所述芯片的键合区连接，且所述键合丝的另一端与所述外壳中的打线片连接。

优选的，所述芯片的背面设置有三层复合金属化层，从内到外依次钛-镍-银，所述芯片的正面为铝层，所述铝层的厚度大于2微米。

优选的，所述焊料为铅锡银焊料。

优选的，所述键合丝为铝丝，直径为250μm。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种高可靠表面贴装的二极管，本申请采用金属陶瓷外壳满足了半导体器件对外壳的可靠性要求，满足了半导体器件中的电路对密封和高介质耐电压的要求，且结构简单，并且所述外壳能适应多种类型的芯片的封装，特别是具有大浪涌电流需要键合多根键合丝或线排或烧结导带的芯片的封装，金属陶瓷外壳属于密封性外壳，可以解决塑料封装器件在潮湿环境下的潮气吸入问题，金属陶瓷外壳工作温度范围比塑封的要宽，有一定电流或功率要求的塑料封装器件的工作温度一般在85℃以下，而金属陶瓷外壳可以实现芯片的极限工作温度范围；

本申请将芯片通过焊料烧结固定在外壳的烧结区上，采用低温合金焊料进行快速合金烧结，解决了外壳基板材料与芯片之间的热膨胀系数匹配的问题，配合烧结过程中氮氢保护气氛的控制防止了氧化层的出现，降低了烧结温度和烧结时间对产品高温性能的影响；

塑料封装器件工作温度受限原因之一是引出端之间通过烧结的方式连接起来，在温度变化较大时，不同材料的热膨胀系数不同产生内部应力无法释放，很容易造成芯片损伤而导致器件失效，为此本申请采用超声键合的方式用键合丝把芯片的键合区与外壳的键合区相连，采高纯铝丝超声键合，键合丝有一定的弧度，在温度变化时材料热膨胀系数不同产生的内部应力可以释放出去，确保了半导体器件工作的可靠性，同时键合前对器件进行等离子清洗，去除芯片表面、引线键合区上的氧化层和杂质，保证烧结焊点之间接触可靠，从而保证产品长期可靠性；

最后采取平行缝焊的方式将外壳中的盖板与外壳中的金属环框密封连接在一起，形成一个密封的整体，使得本实用新型产品为空腔密封器件，相对于塑封器件的半密封而言，其质量及可靠性得到大幅提升。