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一种贴片式二极管的研制及特点

发布时间:2008/6/3 0:00:00 访问次数:311

  本文介绍了一种贴片二极管的结构及其制造方法,这种二极管应用了很多厚膜片式电阻器的工艺方法,包括引出电极、保护层等图形的成型。产品使用了一种夹层式、紧凑的结构。这种制造方法效率高,而且产品质量稳定,是一种革命性的封装结构。

  概述


  目前行业内,二极管产品主要以管状封装形式为主,但这种外形有许多缺点:


  ● 在取件、贴装、焊接等过程中,容易出现抛料、破裂等现象,生产效率低下,不易于大批量应用。


  ● 存在热膨胀系数不匹配现象,容易造成热失配而造成损伤,可靠性下降。


  ● 产品的抗弯折强度不够。


  ● 玻璃封装的产品的抗温度冲击的能力不足,容易造成产品的破裂。


  贴片式二极管在制造技术上应用了适用于大批量生产的厚膜印刷等工艺,是片式电阻器生产工艺、设备等的延伸,在技术上具有先进性,产品的整体外观类似于片式电阻(如图2所示),但内部结构又不完全等同于片式电阻器。作为一种性价比卓越的新型元器件,随着电子产品对元件轻、小、薄的需求,它必将给其应用领域带来深远的影响。不久的将来,这种封装形式的二极管产品将成为市场的主流,迅速取代现有的插件二极管、玻封二极管和塑封二极管。

  产品结构及外形设计


  结构图


  产品外形及尺寸

图1 结构图

图2 产品外形及尺寸

  生产流程设计


  陶瓷基片 → 背面电极及正面电极印刷 → 黏贴芯片 → 被覆底层保护 → 露出芯片顶端凸点 →形成上层电极 → 被覆绝缘保护胶 → 标注极性标记或文字字母 → 折裂成条状 → 形成端电极 → 折断成粒状 → 在端子表面形成焊锡层金属 → 电性能检测包装

  产品工艺设计


  上面介绍了产品的结构及流程设计,下面对产品生产的过程工艺进行简单说明。


  这种产品在生产的过程中应用到了很多厚膜片式电阻器产品的材料、设备和工艺技术,如包括al2o3陶瓷基片(0603、0805、1206等)、导体ag浆料、标志浆料等。而这种产品关键核心是产品的芯片,其特性取决于产品设计的需要,目前能做的产品包括:4148开关管、稳压管、肖特基管、整流管等。厚膜操作技术是一种广泛应用的技术,在很多批量生产的产品上已大量使用,具有一定的成熟性。


  当然,我们介绍的是一种半导体,它同样需要满足半导体产品生产制造需要的工艺条件、环境条件及操作条件。


  下面,按照流程的设计,按步骤进行说明。


  1 首先准备一些已有横向和纵向切槽的al2o3陶瓷基片,如图3所示;在每一个单元的切槽面,将电子ag浆料通过丝网印刷的方式印刷形成表面电极(见图4);在基片单元的反面印刷背面电极;

图3 陶瓷基片

图4 芯片贴装图


  最后将以上已形成图形的成品放入高温炉(600℃~850℃)中烧成。


  2 完成以上步骤后,需要在表面电极的中心位置印刷一个圆形的导电树脂银胶(不干燥);并在银胶位置贴上一颗芯片,要求平整而且位置准确,将产品放入炉(100℃~200℃)中固化,经过这样的流程后,芯片就稳固的黏结在陶瓷片上了(如图4所示)。


  3下一步,在已经贴好芯片的产品上涂覆一层黑色的环氧树脂,将芯片充分的保护住,同时将芯片的凸头露出来。然后,将产品放入炉(100℃~200℃)中固化。如图1中的6膜层。


  4 如同表面电极的印刷方式一样,在以上产品的基础上,通过丝网印刷方式在产品的表面印刷一层导体(如图5及图1中的7膜层),这层导体将芯片的凸头电极引出到产品的另一端。

图5 上层导体印刷图

图6 外层封装图


  5 产品的两个电极均引出后,在产品的表面再印刷一层环氧保护及极性标志并固化(参数同前,如图6

  本文介绍了一种贴片二极管的结构及其制造方法,这种二极管应用了很多厚膜片式电阻器的工艺方法,包括引出电极、保护层等图形的成型。产品使用了一种夹层式、紧凑的结构。这种制造方法效率高,而且产品质量稳定,是一种革命性的封装结构。

  概述


  目前行业内,二极管产品主要以管状封装形式为主,但这种外形有许多缺点:


  ● 在取件、贴装、焊接等过程中,容易出现抛料、破裂等现象,生产效率低下,不易于大批量应用。


  ● 存在热膨胀系数不匹配现象,容易造成热失配而造成损伤,可靠性下降。


  ● 产品的抗弯折强度不够。


  ● 玻璃封装的产品的抗温度冲击的能力不足,容易造成产品的破裂。


  贴片式二极管在制造技术上应用了适用于大批量生产的厚膜印刷等工艺,是片式电阻器生产工艺、设备等的延伸,在技术上具有先进性,产品的整体外观类似于片式电阻(如图2所示),但内部结构又不完全等同于片式电阻器。作为一种性价比卓越的新型元器件,随着电子产品对元件轻、小、薄的需求,它必将给其应用领域带来深远的影响。不久的将来,这种封装形式的二极管产品将成为市场的主流,迅速取代现有的插件二极管、玻封二极管和塑封二极管。

  产品结构及外形设计


  结构图


  产品外形及尺寸

图1 结构图

图2 产品外形及尺寸

  生产流程设计


  陶瓷基片 → 背面电极及正面电极印刷 → 黏贴芯片 → 被覆底层保护 → 露出芯片顶端凸点 →形成上层电极 → 被覆绝缘保护胶 → 标注极性标记或文字字母 → 折裂成条状 → 形成端电极 → 折断成粒状 → 在端子表面形成焊锡层金属 → 电性能检测包装

  产品工艺设计


  上面介绍了产品的结构及流程设计,下面对产品生产的过程工艺进行简单说明。


  这种产品在生产的过程中应用到了很多厚膜片式电阻器产品的材料、设备和工艺技术,如包括al2o3陶瓷基片(0603、0805、1206等)、导体ag浆料、标志浆料等。而这种产品关键核心是产品的芯片,其特性取决于产品设计的需要,目前能做的产品包括:4148开关管、稳压管、肖特基管、整流管等。厚膜操作技术是一种广泛应用的技术,在很多批量生产的产品上已大量使用,具有一定的成熟性。


  当然,我们介绍的是一种半导体,它同样需要满足半导体产品生产制造需要的工艺条件、环境条件及操作条件。


  下面,按照流程的设计,按步骤进行说明。


  1 首先准备一些已有横向和纵向切槽的al2o3陶瓷基片,如图3所示;在每一个单元的切槽面,将电子ag浆料通过丝网印刷的方式印刷形成表面电极(见图4);在基片单元的反面印刷背面电极;

图3 陶瓷基片

图4 芯片贴装图


  最后将以上已形成图形的成品放入高温炉(600℃~850℃)中烧成。


  2 完成以上步骤后,需要在表面电极的中心位置印刷一个圆形的导电树脂银胶(不干燥);并在银胶位置贴上一颗芯片,要求平整而且位置准确,将产品放入炉(100℃~200℃)中固化,经过这样的流程后,芯片就稳固的黏结在陶瓷片上了(如图4所示)。


  3下一步,在已经贴好芯片的产品上涂覆一层黑色的环氧树脂,将芯片充分的保护住,同时将芯片的凸头露出来。然后,将产品放入炉(100℃~200℃)中固化。如图1中的6膜层。


  4 如同表面电极的印刷方式一样,在以上产品的基础上,通过丝网印刷方式在产品的表面印刷一层导体(如图5及图1中的7膜层),这层导体将芯片的凸头电极引出到产品的另一端。

图5 上层导体印刷图

图6 外层封装图


  5 产品的两个电极均引出后,在产品的表面再印刷一层环氧保护及极性标志并固化(参数同前,如图6

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