CN103745926B - 低压降高反压快恢复二极管工艺控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明创造涉及二极管的制造工艺,特别指低压降高反压快恢复二极管工艺控制方法。所述的方法包括:1.在反向击穿电压、反向恢复时间、正向压降三个电性参数中,调整反向击穿电压至1200V以上,并保证正向压降不超过960mV,2.反向击穿电压与正向压降达到要求后,调整反向恢复时间,观察正向压降的变化,挑选正向压降符合要求的二极管,测试对应的反向恢复时间,并作为电性参数调整的目标值,3.电性参数调整过程,根据GPP芯片上反向恢复时间的分布状况,对控制参数进行调整,满足三个电性参数的GPP芯粒比例达到最大值,并将该参数作为批量生产的控制参数。利用该方法能制得正向压降1150mV以下,反向恢复时间125ns以下,反向击穿电压1200V以上的快恢复二极管,提高制造效率。
Description
技术领域
本发明创造涉及电子器件领域,特别指出低压降高反压快恢复二极管工艺控制方法。
背景技术
快恢复二极管(简称FRD)是一种具有开关特性好、反向恢复时间短特点的半导体二极管,主要应用于开关电源、PWM脉宽调制器、变频器等电子电路中,作为高频整流二极管、续流二极管或阻尼二极管使用。
目前快恢复二极管型号主要有FR101~FR107,反向击穿电压50V~1000V,正向压降1.3V,反向恢复时间(简称TRR)FR101~FR105在150ns以下,FR106~FR107在300ns以下。由于快恢复二极管正向压降、反向恢复时间、反向击穿电压三者之间存在相互制约的关系:反向恢复时间越短,正向压降越高;反向击穿电压越高,正向压降越高。因此,要得到反向恢复时间短、反向击穿电压高、正向压降低的快恢复二极管是件很困难的事情。
发明创造内容
针对上述问题,本发明创造提出低压降高反压快恢复二极管工艺控制方法。
为了解决上述技术问题,本发明创造是通过以下技术方案实现的:
低压降高反压快恢复二极管工艺控制方法,包括以下步骤:
1.在二极管的反向击穿电压、反向恢复时间、正向压降三个电性参数中,首先调整反向击穿电压至1200V以上,并保证正向压降不超过960mV;
2.在基片的反向击穿电压与正向压降都达到要求后,再调整其反向恢复时间,同时观察正向压降的变化趋势,挑选正向压降符合要求的二极管,测试其对应的反向恢复时间,将测试出的反向恢复时间范围作为电性参数调整的目标值;
3.电性参数调整过程中,根据GPP芯片上反向恢复时间的分布状况,对控制参数进行调整,使GPP芯片中同时满足反向击穿电压、反向恢复时间、正向压降三个参数的芯粒比例达到最大值,并将该工艺参数作为批量生产的参数。
进一步的,所述的制作过程中的工艺调整利用了电脑辅助分析技术,包括:
(1).将测试机、测试仪与电脑连接,通过专用的软件实现测试仪与电脑之间的数据通信,实时采集并保存测试数据;
(2).编写程序使测试数据与GPP芯片上的芯粒形成一对一的映射关系;
(3).每颗芯粒都对应唯一的参数值,将某一范围的参数值定义为特定的颜色,GPP芯片上的每颗芯粒在电脑上就会呈现出相应的颜色,将反向恢复时间的测试数据与芯粒形成映射关系,得到的颜色分布即真实反映了GPP芯片上反向恢复时间的分布状况;
(4).通过多次试验得到对应的分布图,从图中观察反向恢复时间的分布状况及变化趋势,找出能使反向恢复时间范围最集中、分布最均匀的控制参数,确定为批量生产的控制参数。
采用上述方案,本发明创造的有益效果是:利用该方法可以制得正向压降1150mV以下,反向恢复时间125ns以下,反向击穿电压1200V以上的快恢复二极管,与正向压降1300mV以下、反向恢复时间300ns以下,反向击穿电压1000V以上的同类产品相比,具有明显的优势。
附图说明
图中1表示深灰区域,2表示灰白区域,3表示浅灰区域。
图1是工艺调整前GPP芯片反向恢复时间的测试数据,采用本发明创造提出的方法生成的反向恢复时间分布图。其中,外圈及内圈深灰表示反向恢复时间小于90ns,内圈灰白表示反向恢复时间介于90~100ns之间,内圈浅灰表示反向恢复时间介于100~120ns之间;
图2是采用本发明创造提出的控制方法,根据图1的分布状况调整控制参数后,测试并生成的GPP芯片反向恢复时间分布图。其中,外圈深灰表示反向恢复时间小于90ns,中圈灰白表示反向恢复时间介于90~100ns之间,内圈浅灰表示反向恢复时间介于100~120ns之间;
图3是采用本发明创造提出的控制方法,根据图2的分布状况再次调整控制参数后,测试并生成的GPP芯片反向恢复时间分布图。其中,外圈深灰表示反向恢复时间小于90ns,中圈灰白表示反向恢复时间介于90~100ns之间,内圈浅灰表示反向恢复时间介于100~120ns之间。
具体实施方式
低压降高反压快恢复二极管工艺控制方法,包括以下步骤:
(1).在二极管的反向击穿电压、反向恢复时间、正向压降三个电性参数中,首先调整反向击穿电压至1200V以上,并保证正向压降不超过960mV;
(2).在基片的反向击穿电压与正向压降都达到要求后,再调整其反向恢复时间,同时观察正向压降的变化趋势。挑选正向压降符合要求的二极管,测试其对应的反向恢复时间,将测试出的反向恢复时间范围作为电性参数调整的目标值;
(3).电性参数调整过程中,根据GPP芯片上反向恢复时间的分布状况,对控制参数进行调整,使GPP芯片中同时满足反向击穿电压、反向恢复时间、正向压降三个参数的芯粒比例达到最大值,并将该工艺参数作为批量生产的参数。
所述的制作过程中的工艺调整利用了电脑辅助分析技术,包括:
(1).将测试机、测试仪与电脑连接,通过专用的软件实现测试仪与电脑之间的数据通信,实时采集并保存测试数据;
(2).编写程序使测试数据与GPP芯片上的芯粒形成一对一的映射关系;
(3).每颗芯粒都对应唯一的参数值,将某一范围的参数值定义为特定的颜色,GPP芯片上的每颗芯粒在电脑上就会呈现出某种特定的颜色。将反向恢复时间的测试数据与芯粒形成映射关系,得到的颜色分布即真实反映了GPP芯片上反向恢复时间的分布状况;
(4).通过多次试验得到对应的分布图,从图中观察反向恢复时间的分布状况及变化趋势,找出能使反向恢复时间范围最集中、分布最均匀的控制参数,确定为批量生产的控制参数。
具体的说,要想得到性能优异的快恢复二极管,必须综合考虑正向压降、反向恢复时间及反向击穿电压三者之间的关系。我们首先调整反向击穿电压至1200V以上,并保证正向压降不超过960mV。通过对基片进行切割、焊接、酸洗、上胶、模压等操作后,可以测试出基片的常规电性参数。在基片的反向击穿电压与正向压降都符合要求后,再进一步调整其反向恢复时间,同时观察正向压降的变化趋势。将GPP芯片切割成芯粒并封装测试,挑选正向压降符合要求的成品二极管,测试其对应的反向恢复时间,再将测试出的反向恢复时间范围作为工艺参数调整的目标值。在工艺调整的过程中,根据GPP芯片上反向恢复时间的分布状况,不断地对控制参数进行微调,直至使GPP芯片中同时满足反向击穿电压、反向恢复时间、正向压降三个参数的芯粒比例达到最大值,最后即可将该控制参数作为批量生产的控制参数。
工艺调整过程中利用了电脑辅助分析技术,将测试机、测试仪与电脑连接,通过专用的软件实现测试仪与电脑之间的数据通信,实时采集并保存测试数据。编写程序使测试数据与GPP芯片上的芯粒形成一对一的映射关系,将特定范围的反向恢复时间定义为特定的颜色,最终得到的颜色分布即真实反映了GPP芯片上反向恢复时间的分布状况。通过多次试验得到对应的分布图,从图中观察反向恢复时间的分布状况及变化趋势,找出能使反向恢复时间范围最集中、分布最均匀的控制参数,确定为批量生产的控制参数。
图1是工艺调整前GPP芯片反向恢复时间的测试数据,采用本发明创造提出的方法生成的反向恢复时间分布图。其中,外圈及内圈深灰表示反向恢复时间小于90ns,内圈灰白表示反向恢复时间介于90~100ns之间,内圈浅灰表示反向恢复时间介于100~120ns之间。由分布图可看出,深灰区域分布很广,并且GPP芯片中心也有大量的深灰区域,浅灰区域几乎没有,反向恢复时间主要分布在100ns以下,90ns以下的分布占比高。虽然反向恢复时间都符合要求,但反向恢复时间过短(小于90ns),会导致正向压降偏大(大于1150mV)。90ns以下的分布占比高,意味着正向压降超差的概率很大;
图2是采用本发明创造提出的控制方法,根据图1的分布状况调整控制参数后,测试并生成的GPP芯片反向恢复时间分布图。其中,外圈深灰表示反向恢复时间小于90ns,中圈灰白表示反向恢复时间介于90~100ns之间,内圈浅灰表示反向恢复时间介于100~120ns之间。由分布图可看出,深灰区域大量减少,只分布在边缘月牙区域,灰白区域减少,并逐渐向边缘转移,中心区域浅灰分布增加,反向恢复时间主要分布在90~120ns之间。根据之前测试得到的对应关系,反向恢复时间达到一定值后(此次试验经验值为90ns),正向压降基本能落在要求的范围(1150mV)之内,因此,反向恢复时间分布在90~120ns,可使正向压降基本满足要求;
图3是采用本发明创造提出的控制方法,根据图2的分布状况再次调整控制参数后,测试并生成的GPP芯片反向恢复时间分布图。其中,外圈深灰表示反向恢复时间小于90ns,中圈灰白表示反向恢复时间介于90~100ns之间,内圈浅灰表示反向恢复时间介于100~120ns之间。由分布图可看出,深灰区域几乎消失,灰白区域在边缘呈月牙状分布,浅灰区域分布很广。此次工艺调整后,反向恢复时间主要分布在100~120ns之间,由之前测试得到的对应关系可知,反向恢复时间大于100ns,正向压降超差的概率很小。反向击穿电压、反向恢复时间、正向压降三个参数可同时很好地满足要求。
利用本发明创造提出的方法,可以很直观地看到工艺调整后,反向恢复时间的真实分布状况,为进一步的电性参数调整提供了便利。本发明创造提出的方法不仅可为小批量的工艺控制提供参考,由于连机测试可获得海量数据,生成的电性参数分布图直观易懂,用本方法可轻易实现对批量生产状况的跟踪,为大批量生产的工艺控制提供强有力的保障。
Claims (1)
1.低压降高反压快恢复二极管工艺控制方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)、在二极管的反向击穿电压、反向恢复时间、正向压降三个电性参数中,首先调整反向击穿电压至1200V以上,并保证正向压降不超过960mV;
(2)、在基片的反向击穿电压与正向压降都达到要求后,再调整其反向恢复时间,同时观察正向压降的变化趋势,挑选正向压降符合要求的二极管,测试其对应的反向恢复时间,将测试出的反向恢复时间范围作为电性参数调整的目标值;
(3)、电性参数调整过程中,根据GPP芯片上反向恢复时间的分布状况,对控制参数进行调整,使GPP芯片的反向恢复时间落在目标值范围之内,
所述的电性参数调整利用了电脑辅助分析技术,包括:
(1)、将测试机、测试仪与电脑连接,通过软件实现测试仪与电脑之间的数据通信,实时采集并保存测试数据;
(2)、编写程序使测试数据与GPP芯片上的芯粒形成一对一的映射关系;
(3)、每颗芯粒都对应唯一的参数值,将某一范围的参数值定义为特定的颜色,GPP芯片上的每颗芯粒在电脑上就会呈现出相应的颜色,将反向恢复时间的测试数据与芯粒形成映射关系,得到的颜色分布即真实反映了GPP芯片上反向恢复时间的分布状况;
(4)、通过多次试验得到对应的分布图,从图中观察反向恢复时间的分布状况及变化趋势,找出能使反向恢复时间范围最集中、分布最均匀的控制参数,确定为批量生产的控制参数。
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