[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

说明书

本发明公开了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，本发明的制造方法包括二极管晶粒制备、开关管制备、填装、焊接、清洗封装步骤，本发明利用晶粒和焊片在高温下不同的热膨胀系数及形变，焊接前无需提前对正晶粒，即可实现焊接后晶粒自动拉正，气孔面积大大减小，提高焊接质量，经由氢氟酸：醋酸：硫酸：硝酸的体积比＝8.8:13：5.6:9.2制得的混合酸酸洗后的晶粒电性良率高。经过实测数据表明：本发明的硅堆能够在不影响其它参数情况下，反向电压10000V时，正向电压不超过8V，并且能够在17ns的极短时间内实现有效关断，解决了高压低功耗高频整流问题。

技术领域

本发明属于高压硅堆领域，尤其涉及一种低功耗快速开关塑封高压硅堆的制造方

法以及由此制得的高压硅堆。

背景技术

随着电力电子技术的发展，高压高频大功率器件的应用技术广泛升级，相应对低功耗快速开关高压硅堆的要求越来越高。如高清晰度彩电及显示器的塑封硅堆产品正朝着高速(超快恢复)、高可靠性、小型化方向发展，开关特性对显示器件的快速扫描质量有决定性的影响，而低功耗对节能减排有特殊意义。

然而，硅堆的反向电压、正向电压和开关速度是相互矛盾相互制约的。如果硅堆反向耐压越大，开关时间越小，其正向电压就越大，功耗越大；反之，正向电压减小，硅堆反向耐压也相应降低，开关时间会变长，目前的硅堆技术，三者不能兼顾，无法满足高频高压低功耗的要求。

常规的硅堆焊接，没有人对于焊片与晶粒之间的尺寸比例关系进行详细和认真的研究，因此一直没能对于晶粒焊接的对正问题作出贡献。

并且，一般的晶粒生产，容易导致晶粒的极性反转，极性不一致，因此在焊接之前需要将晶粒的极性进行挑选和验证，这给后续正确的焊接带来极大的麻烦。

行业内普遍采用硅堆焊接的温度为大于350℃的，在小于350℃的时，会出现焊接不良的情况，当温度达到350℃～380℃才能实现良好的焊接，但高温导致焊接出的硅堆焊接气孔大，气孔面积一般在8～20％，良品率低(小于90％)，而且浪费能源。

酸洗是对焊接后的二极管，在上白胶之前进行的一个关键步骤和工艺，用酸洗掉晶粒切割时造成的pn结切割面毛糙，避免酸洗可能导致的表面腐蚀坑，简单有效去除铜、铅等不易冲洗物质，可以提高电性良率，提升酸洗工艺品质。

许多的二极管经常在60℃以上的环境中工作，芯片的结温常常会达到125℃以上，因此，提高产品的高温反偏能力是非常有意义的。用传统工艺生产，它们的高温反偏合格率只能达到60％左右，为使产品更加有竞争优势，产品的质量和高温环境下的可靠性得以提高，提高产品的高温反偏筛选合格率的工艺技术一直没有突破。

当前混酸的常规配方，出现部分产品酸洗后表面毛糙，而且会造成相当比例的表面腐蚀坑。

发明内容

鉴于已有技术存在的缺陷，本发明提供了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，由本发明制作方法生产的高压硅堆反向耐压高，而正向电压小，同时能实现快速开关。本发明只需一次装填焊接即可将晶粒通过焊接自动对正，而且焊接气孔面积小，良品率高。本发明的酸洗工艺能够最大程度洗净切割面毛糙，有效避免了酸洗可能导致的表面腐蚀坑，提高了产品的电性良率。

本发明要解决的技术问题的技术方案是：

一种低功耗快速开关塑封高压硅堆的制造方法，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。