專利名稱：表面貼裝塑封二極管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型表面貼裝塑封二極管及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體行業(yè)的迅猛發(fā)展，作為一種小型表面貼片元件----表面貼裝塑封二極管在電子工業(yè)中需求量越來越大，它被廣泛地應(yīng)用于手機(jī)、便攜式照相機(jī)、筆記本電腦和其他需要不斷縮小尺寸的電子產(chǎn)品中。表面貼裝塑封二極管包括開關(guān)二極管、穩(wěn)壓二極管、觸發(fā)二極管和其他特殊用途的二極管，其外形如圖1A、圖1B所示。
圖2A、圖2B為傳統(tǒng)的表面貼裝塑封二極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2A、圖2B所示，傳統(tǒng)的表面貼裝塑封二極管由注塑封裝外殼1、包裹在外殼1內(nèi)的兩條金屬引線2、3、晶片4和直徑為0.0254mm或0.0380mm的金線5構(gòu)成。金屬引線2、3的一部分位于注塑封裝外殼1內(nèi)，一部分裸露在注塑封裝外殼1的外面；金屬引線2、3裸露在外殼1外的部分可以焊接在電路板上。晶片4包裹在注塑封裝外殼1的內(nèi)部，位于一條金屬引線2的上面，并通過焊接方式與金屬引線2相連。在晶片4的頂部與另一條金屬引線3包裹在注塑封裝外殼1內(nèi)的部分之間通過金線5相連。
由于這種傳統(tǒng)的表面貼裝塑封二極管其內(nèi)部的晶片4與引線3之間是通過一條極細(xì)的金線5相連，所以，傳統(tǒng)的表面貼裝塑封二極管材料成本高；而且，為了保障其電性能的穩(wěn)定性，其制造工藝相當(dāng)復(fù)雜、對制造設(shè)備的精密度、自動化程度要求非常高、對技術(shù)人員的技術(shù)要求也非常高，因此，其制造成本非常高。
傳統(tǒng)的表面貼裝塑封二極管其制造工藝相當(dāng)復(fù)雜，其制造流程包括前工序和后工序前工序——晶片下料、金線焊接、鑄塑；后工序——切割/成型、測試、嘜字、包裝。
在整個制造流程中，重點(diǎn)和難點(diǎn)是前工序中的晶片下料和金線焊接。
晶片下料過程是由晶片下料機(jī)完成，該晶片下料機(jī)是由一些非常精密的零件構(gòu)成，依靠高度自動化的自動控制程序和自動定位系統(tǒng)控制機(jī)器的運(yùn)動，將切割好的晶片(面積為0.024mm×0.024mm或0.035mm×0.035mm)移送到引線框架上的二極管金屬引線的引線端上，并以晶片底部輕微摩擦引線；在引線下部設(shè)有加熱裝置。由于晶片背部已電鍍了錫，而引線接觸晶片的一面也已電鍍了銀，所以，在摩擦和加熱下，晶片背部的錫與引線上電鍍的銀化合而成為銀錫合金，使晶片背部與引線緊密地連接起來。
已固定好晶片的引線框架被送到焊線機(jī)上。焊線機(jī)是一種非常復(fù)雜和精密的機(jī)器，它也是由自動控制和自動定位系統(tǒng)及高度精密的零配件構(gòu)成。它可以將直徑只有0.0254mm或0.0380mm的金線焊接在晶片頂部和二極管另一條金屬引線之間。
由于這兩種機(jī)器高度精密和自動化，因此價格非常昂貴單部機(jī)器即達(dá)15萬美元，一套前工序機(jī)器(包括一臺晶片下料機(jī)和一臺焊線機(jī))則高達(dá)30萬美元。
一套前工序機(jī)器的最高產(chǎn)能僅為每周3百萬粒。基于市場的巨大需求，如果計劃每周生產(chǎn)100百萬粒，則需要34套(100百萬/3百萬＝34套)前工序機(jī)器，需要的投資則為1020萬美元(30萬美元×34套＝1020萬美元)。固定資產(chǎn)投資相當(dāng)大。
由于這些機(jī)器高度精密和自動化，對維護(hù)人員的技術(shù)要求也非常高，且設(shè)備維護(hù)成本相當(dāng)昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述原因，本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、便于加工制造的新型表面貼裝塑封二極管。
為了克服現(xiàn)有表面貼裝塑封二極管制造時需要巨額投資購買生產(chǎn)設(shè)備的弊端和提高電性能穩(wěn)定性的需要，本發(fā)明的另一目的是提供一種全新的表面貼裝塑封二極管制造方法，該制造方法簡化了生產(chǎn)流程，大大降低了制造設(shè)備的投資。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下設(shè)計方案一種表面貼裝塑封二極管，它由注塑封裝外殼、包裹在外殼內(nèi)的下金屬引線、上金屬引線和晶片構(gòu)成；下金屬引線和上金屬引線的一部分位于注塑封裝外殼內(nèi)，一部分裸露在注塑封裝外殼的外面；所述晶片包裹在注塑封裝外殼的內(nèi)部；其特征在于所述晶片位于上、下金屬引線之間；所述上、下金屬引線在其與晶片接觸處涂有一層錫漿；上述結(jié)構(gòu)的表面貼裝塑封二極管經(jīng)焊接爐加熱處理后，錫漿熔化，將晶片和上、下金屬引線直接焊接在一起。
本發(fā)明提供的表面貼裝塑封二極管的制造方法包括以下步驟1、工人用吸取工具吸取帶有一根根下金屬引線的引線框架，將其放置在焊接底板上，然后用手動絲印機(jī)在下金屬引線的端部涂上錫漿；2、將一個個頂面帶有銀鈕的晶片倒在真空下料板上，用振動器振動；由于真空下料板上的晶片下料孔小到只能容納晶片頂部的銀鈕并且銀鈕比重較大，因此，晶片頂部銀鈕一端朝下落在晶片下料孔內(nèi)；然后抽真空，落在下料孔內(nèi)的晶片便被吸附在真空下料板上，其它多余的晶片則倒回晶片容器內(nèi)；3、將真空下料板翻轉(zhuǎn)并移到焊接底板上方，用定位銷釘將真空下料板與焊接底板固定在一起，關(guān)閉真空管，則晶片背部朝下落到下金屬引線上的錫漿處，由錫漿將晶片粘??；4、將定位銷釘插入焊接底板，然后將壓板套著定位銷釘壓在下金屬引線框架上；5、將帶有一根根上金屬引線的引線框架放到印刷底板上，用手動絲印機(jī)在引線端部也涂上錫漿；6、由工人用吸取工具吸取已涂了錫漿的上金屬引線框架，將其放置在已放置有晶片和下金屬引線框架的焊接底板上，上金屬引線端部搭在晶片頂面銀鈕的上面，；7、將帶有加重銷釘?shù)募又劁N釘板放置在已放置有上、下金屬引線框架以及夾在其間的晶片的焊接底板上，在對應(yīng)每粒晶片的位置處都壓一根加重銷釘，以確保晶片與上、下金屬引線之間緊密連接；8、將上述整套焊接工具放入焊接爐，在280-300℃下經(jīng)過20分鐘的焊接，使晶片和上、下金屬引線之間的錫漿熔化，從而，使晶片頂面的銀鈕、晶片底面分別與上、下金屬引線牢固地焊接在一起。
9、將焊接好的上下金屬引線和晶片放入注塑機(jī)，注塑二極管的外殼，最后，切割成型成一個個完整的二極管。
本發(fā)明公開的表面貼裝塑封二極管結(jié)構(gòu)簡單、電性能穩(wěn)定、成本低。本發(fā)明公開的制造方法可大大節(jié)省生產(chǎn)設(shè)備的投資，降低生產(chǎn)成本，改善表面貼裝塑封二極管的電性能。


圖1A和圖1B為表面貼裝塑封二極管的外形結(jié)構(gòu)示意2A、圖2B為傳統(tǒng)的表面貼裝塑封二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意3A和圖3B為本發(fā)明新型表面貼裝塑封二極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意4～圖10為本發(fā)明制造過程示意圖具體實(shí)施方式
如圖3A和圖3B所示，本發(fā)明公開的新型表面貼裝塑封二極管由注塑封裝外殼1、包裹在外殼1內(nèi)的下金屬引線2、上金屬引線3和晶片4構(gòu)成。下金屬引線2和上金屬引線3的一部分位于注塑封裝外殼1內(nèi)，一部分裸露在注塑封裝外殼1的外面；上、下金屬引線3、2裸露在外殼1外的部分可以焊接在電路板上。
晶片4包裹在注塑封裝外殼1的內(nèi)部，它位于上、下金屬引線3、2之間，與晶片4接觸的上、下金屬引線3、2的端部都涂有錫漿31、21。
上述結(jié)構(gòu)的表面貼裝塑封二極管經(jīng)焊接爐加熱處理后，涂在上、下金屬引線端部的錫漿熔化，將晶片4和上、下金屬引線2、3直接焊接在一起。
由于本發(fā)明公開的表面貼裝塑封二極管內(nèi)部晶片與上、下金屬引線之間直接相連，取代了傳統(tǒng)表面貼裝塑封二極管內(nèi)部的金線，所以，本發(fā)明公開的新型表面貼裝塑封二極管的結(jié)構(gòu)簡單、大大降低了產(chǎn)品成本，更重要的是，本發(fā)明公開的新型表面貼裝塑封二極管的制造工藝更簡單。
本發(fā)明公開的新型表面貼裝塑封二極管的制造方法在晶片下料以及晶片與引線焊接方面做了重大改進(jìn)，用人工和工裝夾具取代昂貴的制造設(shè)備。在制造過程中需要用到如圖4所示的焊接底板6、圖5中所示的真空下料板7、圖7中所示的壓板8。所述真空下料板7為一中空的四周密閉的板子，該真空下料板通過一真空管71與一抽真空泵相連，在真空下料板7的表面開有一排排晶片下料孔72，該晶片下料孔72的大小剛好可以容納晶片4頂面的銀鈕。
利用上述工裝夾具制造本發(fā)明所述的新型表面貼裝塑封二極管的具體流程如下1、工人用吸取工具吸取帶有一根根下金屬引線2的引線框架，將其放置在焊接底板6上，然后用手動絲印機(jī)在下金屬引線2的端部涂上錫漿21，如圖4所示；2、將一個個頂面帶有銀鈕的晶片4倒在真空下料板7上，用振動器振動；由于真空下料板7上的晶片下料孔72小到只能容納晶片頂部的銀紐并且銀鈕比重較大，因此，晶片頂部銀鈕一端朝下落在晶片下料孔72內(nèi)；然后抽真空，落在下料孔內(nèi)的晶片便被吸附在真空下料板7上，其它多余的晶片則倒回晶片容器內(nèi)，如圖5所示；3、將真空下料板7翻轉(zhuǎn)并移到焊接底板6上方，用定位銷釘73將真空下料板7與焊接底板6固定在一起，關(guān)閉真空管71，使晶片背部朝下落到下金屬引線上的錫漿21處，由錫漿將晶片粘住，如圖6所示；4、將定位銷釘9插入焊接底板6，然后將壓板8套著定位銷釘壓在下金屬引線2框架上，如圖7所示；5、將帶有一根根上金屬引線3的引線框架放到印刷底板10上，用手動絲印機(jī)在引線端部也涂上錫漿31，如圖8所示；6、由工人用吸取工具吸取已涂了錫漿的上金屬引線框架，將其放置在已放置有晶片4、下金屬引線2框架和壓板8的焊接底板6上，將上金屬引線3端部搭在晶片4頂面銀鈕的上面，如圖9所示；7、將帶有加重銷釘11的加重銷釘板12放置在已放置有上、下金屬引線框架以及夾在其間的晶片和壓板8的焊接底板6上，在對應(yīng)每粒晶片的位置處都壓著一根加重銷釘11，以確保晶片與上、下金屬引線之間緊密連接，如圖10所示；8、將上述整套焊接工具放入焊接爐，在280-300℃下經(jīng)過20分鐘的焊接，使上、下金屬引線端部的錫漿熔化，從而，使晶片頂面的銀鈕、晶片底面分別與上、下金屬引線牢固地焊接在一起；9、將焊接好的上下金屬引線和晶片放入注塑機(jī)，注塑二極管外殼，最后，切割成型成一個個完整的二極管。
根據(jù)客戶的不同要求采用不同的模具，制成不同外觀的產(chǎn)品，當(dāng)使用單向注塑時，下金屬引線的下凹點(diǎn)可確保下金屬引線的晶片端外側(cè)也有塑膠保護(hù)，其外露的引線不需彎曲而可以直接焊接在電路板上，如圖3A所示；當(dāng)使用雙向注塑時，則需將引線彎腳，如圖3B所示。
經(jīng)過這樣的制造流程生產(chǎn)的表面貼裝塑封二極管產(chǎn)品，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的產(chǎn)品相比完全不同。晶片與金屬引線之間不再通過金線相連，而是直接連接在一起；由于錫漿的作用，這種連接非常緊密而牢固，因此其電性能表現(xiàn)更加出色。
由于本發(fā)明采用上述工藝制造新型表面貼裝塑封二極管，使用手動的真空下料板完成晶片下料工序，并在二極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)中取消了金線，因而不再使用昂貴的晶片下料機(jī)和焊線機(jī)，故，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、大大減少了設(shè)備投資規(guī)模本發(fā)明公開的新制造方法與傳統(tǒng)技術(shù)相比，投資規(guī)模大大降低。以每周100KK的產(chǎn)能為例，以新技術(shù)生產(chǎn)，前工序只需投資10萬美元(工具2萬美元，焊接爐2臺共8萬美元)。這與傳統(tǒng)技術(shù)所需的1000萬美元的投資相比，差距是驚人的。
2、改善了電性能本發(fā)明公開的新的制造方法，使晶片與金屬引線之間直接相連，取代了傳統(tǒng)的制造方法----用金線連接晶片和引線，因而可以獲得更好的可靠性，電性能表現(xiàn)非常出色。
3、降低了成本當(dāng)使用新方法時，不再需要昂貴的金線，且制造流程非常簡單，對操作人員和技術(shù)人員的技術(shù)要求不高，從而大大降低了制造成本和管理成本。
以上所述是本發(fā)明的具體實(shí)施方式
及所運(yùn)用的技術(shù)原理，任何基于本發(fā)明技術(shù)方案基礎(chǔ)上的等效變換，均屬于本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種表面貼裝塑封二極管，它由注塑封裝外殼、包裹在外殼內(nèi)的下金屬引線、上金屬引線和晶片構(gòu)成；下金屬引線和上金屬引線的一部分位于注塑封裝外殼內(nèi)，一部分裸露在注塑封裝外殼的外面；所述晶片包裹在注塑封裝外殼的內(nèi)部，其特征在于所述晶片位于上、下金屬引線之間；所述上、下金屬引線在其與晶片接觸處涂有一層錫漿；所述晶片和上、下金屬引線直接焊接在一起。
2.一種表面貼裝塑封二極管的制造方法，它包括以下步驟(1)、工人用吸取工具吸取帶有一根根下金屬引線的引線框架，將其放置在焊接底板上，然后用手動絲印機(jī)在下金屬引線的端部涂上錫漿；(2)、將一個個頂面帶有銀鈕的晶片倒在真空下料板上，用振動器振動；由于真空下料板上的晶片下料孔小到只能容納晶片頂部的銀紐并且銀鈕比重較大，因此，晶片頂部銀鈕一端朝下落在晶片下料孔內(nèi)；然后抽真空，落在下料孔內(nèi)的晶片便被吸附在真空下料板上，其它多余的晶片則倒回晶片容器內(nèi)；(3)、將真空下料板翻轉(zhuǎn)并移到焊接底板上方，用定位銷釘將真空下料板與焊接底板固定在一起，關(guān)閉真空管，使晶片背部朝下落到下金屬引線上的錫漿處，由錫漿將晶片粘住；(4)、將定位銷釘插入焊接底板，然后將壓板套著定位銷釘壓在下金屬引線框架上；(5)、將帶有一根根上金屬引線的引線框架放到印刷底板上，用手動絲印機(jī)在引線端部也涂上錫漿；(6)、由工人用吸取工具吸取已涂了錫漿的上金屬引線框架，將其放置在已放置有晶片、下金屬引線框架和壓板的焊接底板上，上金屬引線端部搭在晶片頂面銀鈕的上面；(7)、將帶有加重銷釘?shù)募又劁N釘板放置在已放置有上、下金屬引線框架以及夾在其間的晶片和壓板的的焊接底板上，在對應(yīng)每粒晶片的位置處都壓著一根加重銷釘，以確保晶片與上、下金屬引線之間緊密連接；(8)、將上述整套焊接工具放入焊接爐，在280-300℃下經(jīng)過20分鐘的焊接，使晶片和上、下金屬引線之間的錫漿熔化，從而，使晶片頂面的銀鈕、晶片底面分別與上、下金屬引線牢固地焊接在一起；(9)、將焊接好的上下金屬引線和晶片放入注塑機(jī)，注塑二極管的外殼，最后，切割成型成一個個完整的二極管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種表面貼裝塑封二極管，它與傳統(tǒng)的表面貼裝塑封二極管的區(qū)別在于本發(fā)明表面貼裝塑封二極管內(nèi)部的晶片與另一金屬引線之間直接相連，而不是通過金線相連，因而，不再使用昂貴的焊線機(jī)。本發(fā)明公開的表面貼裝塑封二極管的制造方法使用手動的真空下料板完成晶片下料工序，而不再使用昂貴的晶片下料機(jī)完成晶片的下料。本發(fā)明公開的表面貼裝塑封二極管結(jié)構(gòu)簡單、電性能穩(wěn)定、成本低。本發(fā)明公開的制造方法可大大節(jié)省生產(chǎn)設(shè)備的投資，降低生產(chǎn)成本，改善表面貼裝塑封二極管的電性能。
文檔編號H01L21/50GK1967825SQ20051011494
公開日2007年5月23日 申請日期2005年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月16日
發(fā)明者吳善焜 申請人:汕尾德昌電子有限公司