[发明专利]一种用于二极管制作过程的半导体材料焊接工艺方法

说明书

本发明涉及一种用于二极管制作过程中半导体材料焊接工艺方法，主要包括以下步骤：1、焊接：本工序在隧道式焊接炉高温加热段完成，焊接温度控制在330‑350℃，焊接时间为12‑18分钟。2、自然降温：本工序在隧道式焊接炉自然降温段完成，使炉膛和原冷却管套之间充满空气呈自然“无压”状态。使材料在此过程中，由320℃降至290℃，其降温速率能得到有效控制(≤5℃/分钟)，材料焊接拉力：42mil晶粒平均拉力≥4kg；焊接气孔平均＜10％。3、水冷却：本工序在隧道式焊接炉水冷却段完成，水温30‑40度，水流速为传统技术的2倍，出口温度能有效控制在140℃以下。本发明改进了传统焊接技术，产品质量大幅提高。

技术领域

本发明涉及半导体制造行业，特别涉及二极管制作过程中半导体材料与引线焊接的工艺方法。

背景技术

目前在半导体制造行业中，均使用隧道式焊接炉完成半导体材料与引线焊接工作，在焊接过程中其焊接温度范围和降温阶段的温度变化速率、精度均会对后续成品质量造成无法弥补的影响，现有工艺中一般控制焊接温度控制在350-380℃，降温阶段采用循环水降温，降温速率控制在10-20℃/分钟，但由于水的比热大，降温控制过程中时存在着一定惰性，正常生产时降温速率控制不精确，甚至在开炉初期降温速率存在一些失控现象，直接影响了成品质量，从感官质量上讲用手折极易发生脆断，从内在质量上降低了良品率，其中有评判良品率的常用指标有：1、焊接拉力：42mil(1mil＝0.0254mm)晶粒平均拉力≥3kg；2、焊接气孔＜20％；3、材料焊接后需“扭力”佳且受外力不易“折断”。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于二极管制作过程的半导体材料焊接工艺方法，用以改变隧道式焊接炉中降温阶段的降温方式，提高降温速率精准程度，进而提高成品质量。

本发明的技术方案是：一种用于二极管制作过程中半导体材料焊接工艺方法，主要包括以下步骤。

1、焊接：本工序在隧道式焊接炉高温加热段完成，焊接温度控制在330-350℃，焊接时间为12-18分钟，使焊接之焊料完全熔化，达到焊接要求。

2、自然降温：本工序在隧道式焊接炉自然降温段完成，自然降温段设有与隧道式焊接炉外部相连通的通气孔；此工艺改进了原有第一水冷却段用水循环冷却技术，使炉膛和原冷却管套之间充满空气呈自然“无压”状态。使材料在此过程中，由320℃降至290℃，所使用的焊料在此过程中由液相变为固相，这一过程呈“自然降温”过程，其降温速率能得到有效控制(≤5℃/分钟)，材料焊接拉力：42mil晶粒平均拉力≥4kg；焊接气孔平均＜10％。

3、水冷却：本工序在隧道式焊接炉水冷却段完成，循环水从进水孔注入，出水孔流出，水温30-40度，水流速为传统技术的2倍，从而加大原有水循环降温区间的降温速率，使得材料出口温度能有效控制在140℃以下。

本发明改进了传统焊接技术，产品质量大幅提高，焊接点弯折不会发生脆断，反映内在质量的良品率由原来的93％左右提高到98％以上.特别是评判良品率的常用指标：高温可靠性检测“HTRB”(125℃/80％PIV/48H)由原来之平均漏电流＞50UA减小到＜15UA，其产品内在品质可靠性做到了行业领先水平。

附图说明

图1为本发明隧道式焊接炉结构示意图。

其中：1、高温加热段2、自然降温段3、水冷却段4、通气孔5、进水孔6、出水孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

一种用于二极管制作过程中半导体材料焊接工艺方法，如图所示，主要包括以下步骤。

1、焊接：本工序在隧道式焊接炉高温加热段1完成，焊接温度控制在330-350℃，焊接时间为12-18分钟，使焊接之焊料完全熔化，达到焊接要求。