[发明专利]陶瓷片型半导体二极管及其制造方法

说明书

本发明涉及一种陶瓷片型半导体二极管及其制造方法。

目前，已知的半导体二极管封装主要有三类：一、金属或玻璃陶瓷等高温材料的容器式封装厂一在这种封装的半成品制成后，半导体二极管的芯片以软焊、硬焊等方式将其金属化的两个电极面与封装的金属导体连接制成，这种封装的容器壳体不与芯片直接作无空洞连接。二、塑料注射型封装一将半导体二极管芯片的二个金属化电极面焊接在金属导体上，再进行塑料注射，制成二极管的绝缘壳体。这种封装虽为无空洞式结构，但其绝缘壳体是在芯片与导体焊接成半成品后制作的，无法采用陶瓷类高温加工材料生产。三、玻璃涂烧成型式封装--将半导体二极管芯片与钼质或钨质等膨胀系数与硅质芯片相近的二个电极、以铝或银作焊接剂进行高温硬焊制成半成品，再在半成品上涂玻璃粉调制的膏剂，并进行干燥烧结制成。采用上述方法可以制成耐高温的玻璃绝缘壳体，且与芯片及导体间无空洞，但其形状为球形，使用不便，又因需要使用铝或钨等材料作为电极使得加工困难，成本也昂贵。

本发明的主要目的是提供一种能够解决上述设计与制造上的多种缺陷，而制成外型无突出端子的全片型半导体二极管，以更符合SMT表面连接技术的需要。

本发明的另一目的是提供一种无空洞结构的全片型二极管，且可使用高性能材料，使之具有更高的机械强度，散热效率和耐环境性能。

本发明的再一目的是提供一种二极管的壳体可预制成多元连结件的形式，用玻璃连接；导体与复盖层玻璃件等均可用厚膜方式制成，加工方便，成本低廉。

本发明是这样实现的：其外接端子以外的导电件和芯片均外敷有绝缘玻璃复盖层，其特征在于：在陶瓷材料板状壳体上设有一个半导体二极管芯片的安装座，在芯片与安装座之间填装有玻璃膏剂经烧形成的玻璃连接件，该玻璃连接件应不复盖芯片中预备制作导电件的连接部位，芯片的两个电极面分别设有一个延伸至壳体两端的导电件，作为其外接端子。

上述陶瓷材料的绝缘壳体上的芯片安装座可以是一个贯穿孔的孔壁，或者是壳体的一部分平面。

本发明的生产制造方法是这样实现的：先预制一个陶瓷材料的板状壳体件，该壳体上具有一个半导体二极管芯的安装座，在芯片与安装座之间施有玻璃粉膏剂，经热处理形成芯片与该定位部之间的玻璃连接件，该玻璃连接件不复盖在芯片中预备制作导电件的连接部位上，在芯片的两个电极面分别制作一个导电件，该两个导电件分别延伸至壳体的两端，形成外接端子；在芯片部位制作复盖玻璃层，使外接端子以外的导电件和芯片得以绝缘复盖，组成一个无空洞的陶瓷片型半导体二极管。

上述陶瓷材料的绝缘壳体可以制成多个连接件形式，而在结构完成后沿预断线折断分件。

上述导电件可以采用导电厚膜印刷烧成方式、金属真空溅镀、蒸镀、电镀蚀刻方式制成，制作步骤可在芯片与该壳体的玻璃连接完成之前或之后进行。

上述结构及制造方法可适用于形状呈片形，且其二电极分别为片形的两面半导体二极管芯片。

本发明主要提供一种外形为片形的半导体二极管，即外型为无突出端子的全片型半导体二极管及其制造方法，其优点是：1、可全自动化生产，制造成本低，且设备投资成本低。2、使用陶瓷基板及璃璃，与二极管芯片具有相匹配的热膨胀系数，因此可靠性高；且以陶瓷基板作为结构材料，更具有优良的绝缘性、导热性和机械强度。3、可以进行批量加工，在一片陶板上一次可制成数百至数千个二极管元件，成品率高，且能获得更优良的生产效率和质量保证。4、构件制备容易、成本低廉。5、片状结构的尺寸比现有的表面粘着技术(SMD)可以更轻、更薄且更小。6、加工时间可缩短一半，且可减少库存元件及辅料，降低生产成本。

下面结合附图，具体介绍本发明。

图1是本发明的封装步骤流程图。

图2是本发明的结构仰视示意图。

图3是本发明的结构侧视示意图。

图4是本发明的另一结构仰视示意图。

图5是本发明的另一结构侧视示意图。

参阅图1，本发明的陶瓷片型半导体二极管及其制造方法介绍如下：

第一步骤：以陶瓷板状壳体10预制成型，在陶瓷板状壳体10上制有一个芯片安装座，该安装座可为一个贯穿孔的孔壁或平板的平面一部位，再在陶瓷板状壳体10表面上以厚膜印刷烧成、真空溅镀、蒸镀、电镀蚀刻或其他方式，将导电薄膜材料20在陶瓷板状壳体10上制成导电件，进入第二步骤。

第二步骤：把芯片30安装在陶瓷板状壳体10上的安装座中，再把玻璃膏剂40填入在安装座与芯片30的间隙中，放入电炉中加热烧结，制成玻璃连接件。进入第三步骤。