[发明专利]一种低功耗快速开关塑封高压硅堆的制造方法及高压硅堆

权利要求书

1.一种低功耗快速开关塑封高压硅堆的制造方法，其特征在于：

包括如下步骤：

步骤1：二极管晶粒的制备

1.1、在硅晶片的厚度方向预切割，形成不完全切开的方形的二极管晶粒，硅晶片的切割深度为硅晶片总厚度的3/5～4/5；

1.2、将在厚度方向预切割的硅晶片N面朝上放在晶粒裂解纸上，切割刀口方向朝上，轻压，使得不完全切开的二极管晶粒完全裂解；

步骤2：开关管的制备：

2.1、以重掺杂N+外延片硅片做衬底，经过扩硼、研磨工艺，形成P+NN+结；

2.2、所述的硅片P+NN+结，扩硼的P+层为浅结扩散，扩散深度为:P+层：15～16μm，N层：30～32μm，N+层：270～280μm；

2.3、所述P+NN+结进行铂扩散，延长扩散时间加深铂扩散浓度，扩散温度为940～950度时，扩散时间:1小时；

步骤3：装填

3.1、将下引线装入下焊接舟；

3.2、将焊片放入焊片吸盘，并移入焊接舟，焊片落在引线之上；二极管晶粒放入焊接舟，落在焊片之上，重复焊片—二极管晶粒—焊片……二极管晶粒—焊片的顺序装填，在焊接舟表面均匀喷洒助焊剂，合上载有上引线的上焊接舟；

其中，开关管可同极性串联在二极管晶粒的任意位置，二极管晶粒可以任意角度放入，无需刻意调整晶粒放入的角度，焊片放入时也无需刻意调整位置；装填过程注意随时调整下引线托盘的控制螺丝的高度，随着二极管晶粒和开关管的装填，逐渐降低下引线托盘的深度，防止深度过深时二极管晶粒和开关管在焊接舟孔中翻转；

3.3、焊片大小与方形晶粒大小之间遵循严格的尺寸比例关系，焊片过大，方形晶粒无法拉正，焊片过小，方形晶粒间接触不良，47、55、90、134mil尺寸的方形晶粒分别对应的焊片尺寸为是：Φ1.30mm、厚度0.05mm；Φ1.70mm、厚度0.05mm；Φ2.80mm、厚度0.05mm；Φ3.56mm，厚度0.10mm；

步骤4：焊接

装填好的焊接舟，放入焊接炉进行焊接，形成硅堆焊接件，焊接温度和时间为：

在常温下，以16.5±0.5℃/min的升温斜率加热焊接温度至310～320℃，焊接温度维持时间：5～10min；再以7.0±0.5℃/min的降温斜率降温至70±5℃，最后自然降至室温，

步骤5：清洗

包括如下步骤：

5.1：用混合酸在常温下对焊接后的硅堆焊接件酸洗150秒，然后用去离子水冲洗硅堆焊接件60秒；

5.2：将浓度为85±1％的磷酸：浓度35±1％的双氧水：纯水按照体积比为1：1：3混合搅拌8～10分钟制得酸洗液，将制得的酸洗液加热至60℃，硅堆焊接件在此酸洗液中清洗60秒，然后用去离子水冲洗硅堆焊接件60秒；

5.3：将浓度25％～28％的氨水、浓度为35±1％的双氧水和纯水按照体积比为9：1：9比例混合均匀制得酸洗液，使用常温的此酸洗液将硅堆焊接件清洗60秒，然后用去离子水冲洗硅堆焊接件60秒；

5.4：清洗后的硅堆焊接件在去离子水超声或者兆声清洗3分钟，然后用50～60℃的去离子水冲洗硅堆焊接件60秒；

5.5：硅堆焊接件放入异丙醇浸泡5～8分钟；

5.6：将硅堆焊接件在170～210℃温度下烘干一小时；

步骤6：对清洗烘干后的硅堆焊接件上白胶，然后进行固化，硅堆封装成型。

2.根据权利要求1所述的一种低功耗快速开关塑封高压硅堆的制造方法，其特征在于：

所述步骤3中焊片的组份为：

铅：92.5％，

锡：5％，

银：2.5％。

3.根据权利要求1所述的一种低功耗快速开关塑封高压硅堆的制造方法，其特征在于：

所述步骤4中晶粒在焊接炉加热焊接过程中通以氮气或氢气保护，焊接温度为315℃，焊接温度维持时间为7分钟。