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申请/专利权人：捷捷半导体有限公司

摘要：本发明公开了一种高结温雪崩二极管芯片组件，包括正面金属片、二极管扩散圆片和背面金属片；二极管扩散圆片的两面均设有镍膜；两层镍膜的外侧面与两金属片的内侧面设焊料层；正面金属片上设有应力吸收槽路，应力吸收槽路上设有沟槽，沟槽上设有聚酰亚胺钝化层。本发明还公开了一种高结温雪崩二极管芯片组件的制造方法，采用聚酰亚胺作为钝化层，避免玻璃钝化固有的高温漏电大，膨胀应力大等缺陷，提升了二极管结温；而且减少所有光刻，节约了成本，同时避免了光刻不良引入的缺陷，带来了极大的经济效益；本发明引入晶圆极的内引线金属电极片，减少了台面工艺带来的翘曲、碎片，提高浪涌能力，提高成品率，并方便后续封装工艺。

主权项：1.一种高结温雪崩二极管芯片组件的制造方法，其特征在于：包括高结温雪崩二极管芯片组件，该芯片组件包括正面金属片、二极管扩散圆片和背面金属片；所述二极管扩散圆片的两面均设有镍膜；所述镍膜的外侧面与正面金属片、背面金属片的内侧面设有焊料层；所述正面金属片上设有应力吸收槽路，应力吸收槽路上设有沟槽，沟槽上设PN结聚酰亚胺钝化层；芯片组件的制造方法包括以下步骤：（1）取（P+-N-N+）的二极管扩散圆片作基片，厚度为150μm～350μm；（2）用化学镀、真空蒸镀或溅射的方法，将二极管扩散圆片的正反面镀上镍膜，厚度为0.5μm～1μm，镀镍膜后圆片的厚度为151μm～352μm；（3）使用真空烧结或回流焊的方法，在焊料层用焊料【Pb（90%～97%）、Sn（3%～7.5%）、Ag（0%～2.5%）】把镀有镍膜的二极管扩散圆片分别与正面金属片、背面金属片的内侧面焊接在一起形成圆形片，焊料厚度为20μm～60μm，圆形片总厚度为441μm～1472μm；（4）在正面金属片上沿着应力吸收槽路用宽刀切割到深度242.55μm～809.6μm形成沟槽；（5）用碱液对沟槽内的侧壁和底部进行腐蚀、冲洗、烘干；（6）在沟槽的侧壁和底部涂聚酰亚胺并固化，形成PN结聚酰亚胺钝化层；（7）用窄刀划切分离芯片组件。

全文数据：一种高结温雪崩二极管芯片组件及其制造方法技术领域[0001]本发明涉及一种高结温雪崩二极管芯片组件及其制造方法，属于功率半导体器件领域。背景技术[0002]雪崩二极管广泛应用于高频电路的瞬态电压保护和浪涌防护，同时也广泛应用于汽车电子、LED照明、太阳能光伏、通讯电源、开关电源、家用电器等多个领域。近年来，很多应用领域提出了高结温、低漏电、低成本的要求。[0003]目前市场上销售的二极管芯片结构为，硅片N+-N-P正面及背面沉积金属镍或沉积Ti-Ni-Ag，二极管芯片四周侧壁均匀覆盖玻璃钝化层。此结构的二极管芯片由于台面采用玻璃钝化保护的方式，导致耐高温性能较差，只能在Tj=125°C环境下工作，在高温下工作会出现反向电流快速升高的情况，极易失效。发明内容[0004]为解决上述技术问题，本发明提供一种高结温雪崩二极管芯片组件及其制造方法。[0005]本发明的一种高结温雪崩二极管芯片组件，包括正面金属片、二极管扩散圆片和背面金属片;所述二极管扩散圆片的两面均设有镍膜;所述两层镍膜的外侧面与正面金属片、背面金属片的内侧面设有焊料层;所述正面金属片上设有应力吸收槽路，应力吸收槽路上设有沟槽，沟槽上设PN结聚酰亚胺钝化层。[0006]作为本发明的一种改进，正面金属片和背面金属片的厚度为125WI1〜500WI1，其尺寸与二极管扩散圆片一致。[0007]作为本发明的再次改进，正面金属片和背面金属片为晶圆级的内引线金属电极片。[0008]本发明的一种高结温雪崩二极管芯片组件的制造方法，包括以下步骤：1取P+-N-N+的二极管扩散圆片作基片，厚度为150M1〜350WH;2用化学镀、真空蒸镀或溅射的方法，将二极管扩散圆片的正反面镀上镍膜，，厚度为0•5ym〜lym，镀镍膜后圆片的厚度151ym〜352um;⑶使用真空烧结或回流焊的方法，在焊料层用焊料【Pb90%〜97%、Sn3%〜7.5%、Ag0%〜2.5%】把镀有镍膜的二极管扩散圆片分别与正面金属片、背面金属片的内侧面焊接在一起形成圆形片，焊料厚度为20mi〜60wii，圆形片总厚度为441mi〜1472mi;4在正面金属片上沿着应力吸收槽路用宽刀切割到深度242•55wn〜809•6wn形成沟槽；5用碱液对沟槽内的侧壁和底部进行腐蚀、冲洗、烘干；6在沟槽的侧壁和底部涂聚酰亚胺并固化，形成PN结聚酰亚胺钝化层；7用窄刀划切分离芯片组件。_9]和已有同类产品相比较，本发明的二极管芯片具有高结温、高浪涌、低漏电、低成本等特点。该制造方法5艺步骤简单，加工方便，并改善了产品的高温性能和通流能力。=〇1〇]本发明的有益效果：（1本发明采用聚酰亚胺作为钝化层，避免了玻璃钝化固有的尚温漏电大，膨胀应力大等缺陷，提升了二极管结温；（2本发明减少所有光刻，节约了成本，同时避免了光刻不良引入的缺陷，带来了极大的经济效益；⑶本发明引入晶圆级的内引线金属电极片作为本发明的金属片，减少了台面工艺带来的翘曲、碎片，提高浪涌能力，提高成品率，并方便后续封装工艺。附图说明[0011]图1为本发明的二极管扩散圆片的纵向结构示意图。[0012]图2为本发明的高结温雪崩二极管芯片组件分离前的纵向结构剖面图。[0013]图3为本发明的高结温雪崩二极管芯片组件分离后的纵向结构剖面图。[0014]图4为正面背面金属片示意图。[0015]其中:A:二极管扩散圆片，B-1:二极管扩散圆片正面镍膜，B-2:二极管扩散圆片背面镍膜，C-1、C_2:焊料层，D:正面金属片，E:背面金属片，F:聚酰亚胺钝化层，1.应力吸收槽路，2.沟槽。具体实施方式[0016]为加深对本发明的理解，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的保护范围的限定。[0017]实施例1如图1至图4所示，本发明的一种高结温雪崩二极管芯片组件，包括:正面金属片D、二极管扩散圆片A和背面金属片E;二极管扩散圆片A的两面均设有镍膜:二极管扩散圆片正面镍膜B-1和二极管扩散圆片背面镍膜B-2。两层镍膜B-l、B-2的外侧面与正面金属片D、背面金属片E的内侧面设有焊料层C-1、C-2;正面金属片D上设有应力吸收槽路1，应力吸收槽路1上设有沟槽2,沟槽2上设有聚酰亚胺钝化层F。[0018]正面金属片D、背面金属片E的厚度为125mi，尺寸与二极管扩散圆片A—致。[0019]本发明的一种高结温雪崩二极管芯片组件的制造方法，包括以下步骤：1取P+-N-N+的二极管扩散圆片A作基片，厚度为150wn;2用化学镀、真空蒸镀或濺射的方法，将二极管扩散圆片A的正反面镀上镍膜，二极管扩散圆片正面镍膜B-1、二极管扩散圆片背面镍膜B-2,厚度为0.5wii，镀镍膜后圆片的厚度151um;3使用真空烧结或回流焊的方法，在焊料层C-l、C_2处用焊料【Pb90%、Sn7•5%、Ag2.5%】把镀有镍膜2的二极管扩散圆片分别与正面金属片D、背面金属片E的内侧面焊接成一“三明治”的圆形片，焊料厚度为20wn，圆形片总厚度为441wn;4在正面金属片D上沿着应力吸收槽路用宽刀切割到深度242•55mi形成沟槽；5用碱液对沟槽内的侧壁和底部进行腐蚀、冲洗、烘干；6在沟槽的侧壁和底部涂聚酰亚胺并固化，形成PN结聚酰亚胺钝化层F;7用窄刀划切分离芯片组件。[0020]实施例2如图1至图4所示，本发明的一种高结温雪崩二极管芯片组件，包括:正面金属片D、二极管扩散圆片A和背面金属片E;二极管扩散圆片A的两面均设有镍膜:二极管扩散圆片正面镍膜B-1和二极管扩散圆片背面镍膜B-2。两层镍膜B-l、B-2的外侧面与正面金属片D、背面金属片E的内侧面设有焊料层C-l、C-2;正面金属片D上设有应力吸收槽路1，应力吸收槽路1上设有沟槽2，沟槽2上设有聚酰亚胺钝化层F。[0021]正面金属片D、背面金属片E的厚度为300M1，尺寸与二极管扩散圆片A—致。[0022]本发明的一种高结温雪崩二极管芯片组件的制造方法，包括以下步骤：1取P+-N-N+的二极管扩散圆片A作基片，厚度为200um;2用化学镀、真空蒸镀或溅射的方法，将二极管扩散圆片A的正反面镀上镍膜，二极管扩散圆片正面镍膜B-1、二极管扩散圆片背面镍膜B-2,厚度为0.7wn，镀镍膜后圆片的厚度280um；3使用真空烧结或回流焊的方法，在焊料层C-l、C-2处用焊料【Pb92%、Sn4%、Agl.5%】把镀有镍膜B-l、B-2的二极管扩散圆片分别与正面金属片D、背面金属片E的内侧面焊接成一“三明治”的圆形片，焊料厚度为40wn，圆形片总厚度为800mi;4在正面金属片D上沿着应力吸收槽路用宽刀切割到深度528.7um形成沟槽；5用碱液对沟槽内的侧壁和底部进行腐蚀、冲洗、烘干；6在沟槽的侧壁和底部涂聚酰亚胺并固化，形成PN结聚酰亚胺钝化层F;7用窄刀划切分离芯片组件。[0023]实施例3如图1至图4所示，本发明的一种高结温雪崩二极管芯片组件，包括:正面金属片D、二极管扩散圆片A和背面金属片E;二极管扩散圆片A的两面均设有镍膜:二极管扩散圆片正面镍膜B-1和二极管扩散圆片背面镍膜B-2。两层镍膜B-l、B-2的外侧面与正面金属片D、背面金属片E的内侧面设有焊料层C-l、C-2;正面金属片D上设有应力吸收槽路1，应力吸收槽路1上设有沟槽2，沟槽2上设有聚酰亚胺钝化层F。[0024]正面金属片D、背面金属片E的厚度为500ym，尺寸与二极管扩散圆片A—致。[0025]本发明的一种高结温雪崩二极管芯片组件的制造方法，包括以下步骤：1取P+-N-N+的二极管扩散圆片A作基片，厚度为350wn;2用化学镀、真空蒸镀或溅射的方法，将二极管扩散圆片A的正反面镀上镍膜，二极管扩散圆片正面镍膜B-1、二极管扩散圆片背面镍膜B_2,厚度为lwii，镀镍膜后圆片的厚度352ym；3使用真空烧结或回流焊的方法，在焊料层C-l、C-2处用焊料【Pb97%、Sn3%、AgO%ME镀有镍膜B-l、B-2的二极管扩散圆片分别与正面金属片D、背面金属片E的内侧面焊接成一“三明治”的圆形片，焊料厚度为60wi，圆形片总厚度为1472um;4在正面金属片D上沿着应力吸收槽路用宽刀切割到深度S09.6W11形成沟槽；5用碱液对沟槽内的侧壁和底部进行腐蚀、冲洗、烘干；6在沟槽的侧壁和底部涂聚酰亚胺并固化，形成PN结聚酰亚胺钝化层F;7用窄刀划切分离芯片组件。[0026]本发明的优点:工艺简单，节省了高温玻璃烧结及所有的光刻流程，既节省了成本5避免各工序带来的不良提高了成本率;采用了聚酰亚胺材料作为钝化层，减少了产品的高温漏电，，高了产品节温及可靠性；引入晶圆级的内引线金属电极片作为本发明的金属片，不但提尚了一极管芯片的正反向浪涌能力；而且减少台面工艺带来的碎片问题，提髙了成品率，还简化了二极管芯片的后续封装工艺。

权利要求：1.一种高结温雪崩二极管芯片组件，包括正面金属片、二极管扩散圆片和背面金属片；所述二极管扩散圆片的两面均设有镍膜;所述两层镍膜的外侧面与正面金属片、背面金属片的内侧面设有焊料层;所述正面金属片上设有应力吸收槽路，应力吸收槽路上设有沟槽，沟槽上设PN结聚酰亚胺钝化层。2.根据权利要求1所述的一种高结温雪崩二极管芯片组件，其特征在于:所述正面金属片和背面金属片的厚度为125wn〜500um，其尺寸与二极管扩散圆片一致。3.根据权利要求1所述的一种高结温雪崩二极管芯片组件，其特征在于:所述正面金属片和背面金属片为晶圆级的内引线金属电极片。4.一种高结温雪崩二极管芯片组件的制造方法，包括以下步骤：1取P+-N-N+的二极管扩散圆片作基片，厚度为150wn〜350M1;2用化学镀、真空蒸镀或溅射的方法，将二极管扩散圆片的正反面镀上镍膜，厚度为〇.5wn〜lwn，镀镍膜后圆片的厚度为151wn〜352wn;3使用真空烧结或回流焊的方法，在焊料层用焊料【Pb90%〜97%、Sn3%〜7.5%、Ag〇%〜2•5%】把镀有镍膜的二极管扩散圆片分别与正面金属片、背面金属片的内侧面焊接在一起形成圆形片，焊料厚度为2〇Wn〜60wn，圆形片总厚度为441mi〜1472mi;4在正面金属片上沿着应力吸收槽路用宽刀切割到深度242•55wn〜8〇9.6wii形成沟槽；5用碱液对沟槽内的侧壁和底部进行腐蚀、冲洗、烘干；6在沟槽的侧壁和底部涂聚酰亚胺并固化，形成PN结聚酰亚胺纯化层；7用窄刀划切分离芯片组件。

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