本发明公开了一种低电容玻璃实体封装硅瞬态电压抑制二极管的制造方法，该低电容玻璃实体封装硅瞬态电压抑制二极管包括壳体及沿壳体两端引出的引线，其还包括设于壳体内的瞬态电压抑制二极管管芯、整流二极管管芯、数个铝片层及两个钼电极，该瞬态电压抑制二极管管芯与整流二极管管芯之间串联连接，数个铝片层分别设于瞬态电压抑制二极管管芯及整流二极管管芯的两个侧面上，该瞬态电压抑制二极管管芯及整流二极管管芯还分别与一钼电极相连接，该两钼电极分别与一引线相连接。本发明制作的低电容硅瞬态电压抑制二极管同时具有瞬态电压抑制二极管和整流管的功能，不仅体积小、重量轻、制作成本较低，且具有低结电容的显著优点，尤其适合在高频线路做保护器件使用。
1.一种低电容玻璃实体封装硅瞬态电压抑制二极管的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：扩散：根据需要的瞬态电压抑制二极管芯片击穿电压选取合适的P型单晶硅片和用于整流二极管芯片的N型单晶硅片，将该单晶硅片减薄至200μm—220μm后，分别进行扩散；
表面金属化：将扩散后单晶硅片的扩硼面进行喷砂，使其硼扩散面的方块电阻R□≤4Ω/□，然后再对单晶硅片的双面进行蒸铝；
切割：将双面蒸铝后的单晶硅片根据不同功率进行切割；
装模、烧焊：将切割好的瞬态电压抑制二极管芯正极与整流二极管芯的正极相对，放入装有钼电极引线的模具中，然后通过真空烧焊炉进行烧焊，制得低电容硅瞬态电压抑制二极管半成品；
腐蚀：用硝酸、氢氟酸、冰乙酸及硫酸的混合酸对烧焊好的低电容硅瞬态电压抑制二极管半成品进行酸腐蚀2min，再用氢氧化钾溶液加热沸腾，清洗干净后烘干；
涂玻璃成型：将腐蚀后的低电容硅瞬态电压抑制二极管半成品涂覆上玻璃浆，然后进入成型炉内将玻璃烧成型，制得低电容玻璃实体封装硅瞬态电压抑制二极管成品。
2.如权利要求1所述的低电容玻璃实体封装硅瞬态电压抑制二极管的制造方法，其特征在于，所述表面金属化过程中，采用电子束蒸发台对单晶硅片双面进行蒸铝，蒸铝后在单晶硅片双面形成有厚度为11μm～13μm的铝片层。
3.如权利要求1所述的低电容玻璃实体封装硅瞬态电压抑制二极管的制造方法，其特征在于，所述装模、烧焊过程中，通过炉温为680℃±15℃的真空烧焊炉进行烧焊
5min±1min；在腐蚀过程中，用4％的氢氧化钾溶液加热沸腾3min，然后再清洗干净后烘干；在涂玻璃成型过程中，放入氮气流量为4升/分、温度为650℃±2℃的成型炉内烧5min以制得低电容玻璃实体封装硅瞬态电压抑制二极管成品。
4.如权利要求1所述的低电容玻璃实体封装硅瞬态电压抑制二极管的制造方法，其特征在于，所述低电容玻璃实体封装硅瞬态电压抑制二极管成品包括壳体及沿壳体两端引出的引线，还包括设于壳体内的瞬态电压抑制二极管管芯、整流二极管管芯、数个铝片层及两个钼电极，该瞬态电压抑制二极管管芯与整流二极管管芯之间串联连接，数个铝片层分别设于瞬态电压抑制二极管管芯及整流二极管管芯的两个侧面上，该瞬态电压抑制二极管管芯及整流二极管管芯还分别与一钼电极相连接，该两钼电极分别与一引线相连接。
5.如权利要求4所述的低电容玻璃实体封装硅瞬态电压抑制二极管的制造方法，其特征在于，所述壳体为玻璃、塑料或树脂材料制作的壳体。
6.如权利要求4所述的低电容玻璃实体封装硅瞬态电压抑制二极管的制造方法，其特征在于，所述两引线为无氧铜线，该两无氧铜线分别沿两钼电极端部延伸出壳体之外。
7.如权利要求4所述的低电容玻璃实体封装硅瞬态电压抑制二极管的制造方法，其特征在于，所述瞬态电压抑制二极管管芯的正极和整流二极管管芯的正极串联连接，该瞬态电压抑制二极管管芯的负极及整流二极管管芯的负极分别与一钼电极相连接。
8.如权利要求7所述的低电容玻璃实体封装硅瞬态电压抑制二极管的制造方法，其特+ +征在于，所述瞬态电压抑制二极管管芯为P型衬底NPP 结构，整流二极管管芯为N型衬底+ +NNP 结构。
9.如权利要求8所述的低电容玻璃实体封装硅瞬态电压抑制二极管的制造方法，其特征在于，所述瞬态电压抑制二极管管芯采用型号为SY56系列或型号为EN56系列的管芯；整流二极管管芯采用弹面型二极管管芯，该整流二极管管芯的反向击穿电压大于800V。
10.如权利要求4所述的低电容玻璃实体封装硅瞬态电压抑制二极管的制造方法，其特征在于，所述铝片层的厚度为11um～13um。
低电容玻璃实体封装硅瞬态电压抑制二极管的制造方法
技术领域
[0001] 本发明涉及二极管加工领域，尤其涉及一种硅瞬态电压抑制二极管的结构及其制造方法。
背景技术
[0002] 瞬态电压抑制二极管(Transient Voltage Suppressor)简称TVS，其又称箝位型二极管，是目前国际上普遍使用的一种高效能电路保护器件。当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以10的负12次方秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。
[0003] 瞬态电压抑制二极管由于其具有体积小、响应快、瞬间吸收功率大、无噪声等优点，已广泛应用到家用电器、电子仪器、精密设备、自动控制系统、计算机系统、数控机床、长线传输等各个领域。但是由于常规的瞬态电压抑制二极管的结电容通常在几百pF左右，在高频线路中即使瞬态电压抑制二极管不工作时，高频信号往往也会失真。因此，迫切需要一种低结电容的瞬态电压抑制二极管来解决高频电子线路中因为结电容大造成信号失真的问题。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于，提出一种低电容硅瞬态电压抑制二极管的制造方法，其制作的低电容硅瞬态电压抑制二极管同时具有瞬态电压抑制二极管和整流管的功能，且制作成本较低。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供一种低电容玻璃实体封装硅瞬态电压抑制二极管的制造方法，其包括如下步骤：
[0006] 扩散：根据需要的瞬态电压抑制二极管芯片击穿电压选取合适的P型单晶硅片和用于整流二极管芯片的N型单晶硅片，将该单晶硅片减薄至200μm—220μm后，分别进行扩散；
[0007] 表面金属化：将扩散后单晶硅片的扩硼面进行喷砂，使其硼扩散面的方块电阻R□≤4Ω/□，然后再对单晶硅片的双面进行蒸铝；
[0008] 切割：将双面蒸铝后的单晶硅片根据不同功率进行切割；
[0009] 装模、烧焊：将切割好的瞬态电压抑制二极管芯正极与整流二极管芯的正极相对，放入装有钼电极引线的模具中，然后通过真空烧焊炉进行烧焊，制得低电容硅瞬态电压抑制二极管半成品；
[0010] 腐蚀：用硝酸、氢氟酸、冰乙酸及硫酸的混合酸对烧焊好的低电容硅瞬态电压抑制二极管半成品进行酸腐蚀2min，再用氢氧化钾溶液加热沸腾，清洗干净后烘干；
[0011] 涂玻璃成型：将腐蚀后的低电容硅瞬态电压抑制二极管半成品涂覆上玻璃浆，然后进入成型炉内将玻璃烧成型，制得低电容玻璃实体封装硅瞬态电压抑制二极管成品。
[0012] 本发明在表面金属化过程中，可以采用电子束蒸发台对单晶硅片双面进行蒸铝，蒸铝后在单晶硅片双面形成有厚度为11μm～13μm的铝片层。
[0013] 具体地，在装模、烧焊过程中，通过炉温为680℃±15℃的真空烧焊炉进行烧焊5min±1min；在腐蚀过程中，用4％的氢氧化钾溶液加热沸腾3min，然后再清洗干净后烘干；在涂玻璃成型过程中，放入氮气流量为4升/分、温度为650℃±2℃的成型炉内烧5min以制得低电容玻璃实体封装硅瞬态电压抑制二极管成品。
[0014] 所述低电容玻璃实体封装硅瞬态电压抑制二极管成品包括：壳体及沿壳体两端引出的引线，其还包括设于壳体内的瞬态电压抑制二极管管芯、整流二极管管芯、数个铝片层及两个钼电极，该瞬态电压抑制二极管管芯与整流二极管管芯之间串联连接，数个铝片层分别设于瞬态电压抑制二极管管芯及整流二极管管芯的两个侧面上，该瞬态电压抑制二极管管芯及整流二极管管芯还分别与一钼电极相连接，该两钼电极分别与一引线相连接。
[0015] 本发明中的壳体可以为玻璃、塑料或树脂材料制作的壳体。
[0016] 所述两引线可以为无氧铜线，该两无氧铜线分别沿两钼电极端部延伸出壳体之外。
[0017] 本发明的瞬态电压抑制二极管管芯的正极和整流二极管管芯的正极串联连接，该瞬态电压抑制二极管管芯的负极及整流二极管管芯的负极分别与一钼电极相连接。
[0018] 具体地，所述瞬态电压抑制二极管管芯可以为P型衬底N+PP+结构，整流二极管管+ +芯可以为N型衬底NNP 结构。
[0019] 选择性地，所述瞬态电压抑制二极管管芯可以采用型号为SY56系列或型号为EN56系列的管芯；整流二极管管芯可以采用弹面型二极管管芯，该整流二极管管芯的反向击穿电压需大于800V。
[0020] 所述铝片层的厚度为11um～13um。
[0021] 本发明低电容玻璃实体封装硅瞬态电压抑制二极管的制造方法，其二极管同时具有瞬态电压抑制二极管和整流二极管的功能，不仅具有低结电容的显著优点，还具有体积小、重量轻、制作成本低的优点，特别适合在高频线路做保护器件使用，有效的解决了高频电子线路中因为结电容大造成信号失真的问题。
附图说明
[0022] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023] 图1为本发明低电容玻璃实体封装硅瞬态电压抑制二极管的制造方法一种具体实施例的流程示意图；
[0024] 图2为本发明低电容玻璃实体封装硅瞬态电压抑制二极管一种具体实施例的结构示意图；
[0025] 图3为本发明中瞬态电压抑制二极管管芯和整流二极管管芯的连接示意图。
具体实施方式
[0026] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027] 如图1所示，本发明提供一种低电容玻璃实体封装硅瞬态电压抑制二极管的制造方法，其包括如下步骤：
[0028] 步骤1，扩散：根据需要的瞬态电压抑制二极管芯片击穿电压选取合适的P型单晶硅片和用于整流二极管芯片的N型单晶硅片，将该单晶硅片减薄至200μm—220μm后，分+ +别进行扩散。本发明中，瞬态电压抑制二极管管芯采用P型衬底NPP 结构，整流二极管管+ +
芯采用N型衬底NNP 结构。根据理论模型和生产实践可以选用的硅片电阻率如下表1所示：
[0029] 表1
[0030]
[0031] 本发明中扩散工艺参数及其要求见下表2所示：
[0032] 表2
[0033]
[0034] 步骤2，表面金属化：将扩散后单晶硅片的扩硼面进行喷砂，使其硼扩散面的方块电阻R□≤4Ω/□，然后再对单晶硅片的双面进行蒸铝。在该表面金属化过程中，可以用电子束蒸发台对单晶硅片双面进行蒸铝，蒸铝后可以在单晶硅片双面形成厚度为11μm～13μm的铝片层。
[0035] 步骤3，切割：将双面蒸铝后的单晶硅片根据不同功率进行切割。利用本发明的制作方法可以制作出结电容小于40pF的300W系列低电容硅瞬态电压抑制二极管、结电容小于50pF的600W系列低电容硅瞬态电压抑制二极管、结电容小于120pF的低电容硅瞬态电压抑制二极管，其明显小于常规的瞬态电压抑制二极管的结电容，因此可以有效解决高频电子线路中因为结电容大造成信号失真的问题，特别适合在高频线路做保护器件使用。作为本发明的一种具体实施例，可以根据下表3中的功率对双面蒸铝的单晶硅片进行尺寸切割：
[0036] 表3
[0037]
[0038] 步骤4，装模、烧焊：将切割好的瞬态电压抑制二极管芯正极与整流二极管芯的正极相对，放入装有钼电极引线的模具中(此时瞬态电压抑制二极管芯正极与整流二极管芯的负极分别与一钼电极引线相连)，然后通过真空烧焊炉进行烧焊，制得低电容硅瞬态电压抑制二极管半成品。本发明中，真空烧焊炉的炉温控制在680℃±15℃，焊烧时间控制在5min±1min较佳。
[0039] 步骤5，腐蚀：用硝酸、氢氟酸、冰乙酸及硫酸的混合酸对烧焊好的低电容硅瞬态电压抑制二极管半成品进行酸腐蚀2min，再用氢氧化钾溶液加热沸腾，清洗干净后烘干。作为本发明的一种具体实施例，可以用4％的氢氧化钾溶液加热沸腾3min，然后再清洗干净后烘干。
[0040] 步骤6，涂玻璃成型：将腐蚀后的低电容硅瞬态电压抑制二极管半成品涂覆上玻璃浆，然后进入成型炉内将玻璃烧成型，制得低电容玻璃实体封装硅瞬态电压抑制二极管成品。在该步骤中，可以将涂上玻璃浆的半生品放入氮气流量为4升/分、温度为650℃±2℃的成型炉内烧5min以制得低电容玻璃实体封装硅瞬态电压抑制二极管成品。
[0041] 如图2所示，所述低电容玻璃实体封装硅瞬态电压抑制二极管成品包括壳体10及沿壳体10两端引出的引线20，其还包括设于壳体10内的瞬态电压抑制二极管管芯30、整流二极管管芯40、数个铝片层50及两个钼电极60，该瞬态电压抑制二极管管芯30与整流二极管管芯40之间串联连接，数个铝片层50分别设于瞬态电压抑制二极管管芯30及整流二极管管芯40的两个侧面上，该瞬态电压抑制二极管管芯30及整流二极管管芯40还分别与一钼电极60相连接，该两钼电极60分别与一引线20相连接。本发明的低电容玻璃实体封装硅瞬态电压抑制二极管，其不仅体积小、重量轻，且具有低结电容的显著优点，尤其适合在高频线路做保护器件使用。
[0042] 在本发明中，所述壳体10可以采用玻璃、塑料或树脂材料制作的壳体，瞬态电压抑制二极管管芯30、整流二极管管芯40、铝片层50及钼电极60均被封装在同一个壳体10内。
[0043] 作为本发明的一种具体实施例，所述两引线20可以为无氧铜线，该两无氧铜线分别沿两钼电极60端部延伸出壳体10之外。选用无氧铜线制作的引线20，不仅无氢脆现象，加工性能和焊接性能、耐蚀性能和低温性能均较好，且其导电率高，制作的产品电性能稳定，产品良品率可达到98％，可以在一定程度上降低生产成本。当然，作为本发明的选择性实施例，也可以采用合金铜、铜包钢或者铜包铝材料制作的引线亦可。
[0044] 本发明中，所述瞬态电压抑制二极管管芯30的正极和整流二极管管芯40的正极串联连接(图3所示)，该瞬态电压抑制二极管管芯30的负极及整流二极管管芯40的负极分别与一钼电极60相连接。具体地，本发明的瞬态电压抑制二极管管芯30为一P型衬底+ + + +NPP 结构，整流二极管管芯40为一N型衬底NNP 结构。作为本发明的一种选择性实施例，所述瞬态电压抑制二极管管芯30可以采用型号为SY56系列或型号为EN56系列的管芯，所述整流二极管管芯40可以采用弹面型二极管管芯，该整流二极管管芯40的反向击穿电压VBR需大于800V。在本发明中，我们可以将瞬态电压抑制二极管管芯30和整流二极管管芯
40分别看作一个电容C1和C2。由于瞬态电压抑制二极管管芯30的正极和整流二极管管芯
40的正极串联连接，因此其两者的总电容C0＝C1×C2/(C1+C2)，从而实现了降低瞬态电压抑制二极管的结电容的目的。采用本发明低电容玻璃实体封装硅瞬态电压抑制二极管结构的
300W系列瞬态电压抑制二极管的结电容小于40pF，600W系列瞬态电压抑制二极管的结电容小于50pF，1500W系列瞬态电压抑制二极管的结电容小于120pF，明显小于常规的瞬态电压抑制二极管的结电容，因此可以有效解决高频电子线路中因为结电容大造成信号失真的问题，特别适合在高频线路做保护器件使用。
[0045] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
