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1、液海工学院课程设计报告书课程名称：电子实习题 目：系（院）：电子工程学院学 期：12-13-1专业班级：姓 名：学 号：成绩：签名:日期:1引言11.1 半导体二极管市场11.2 二极管简介12二极管的工作原理、作用32.1 二极管的工作原理32.2 二极管的功能及分类43二极管的（中段）生产工艺流程53.1焊接53. 2酸洗73.4模压104二极管生产问题及分析优化114.1 测试的标准及分析方法114.2 电性不良二极管分析及优化114.3 二极管在（中道）生产过程中其他问题注意事项14课 程设计报告书专用纸1引言随着科学技术的不断发展，人们应用的电器设备随之崛起，因此半导体二极管也随之发
2、 展，它在许多的电路中起着重要。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机 械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要各种机器、设备、进行和调整控制；在农业生 产、粮食储备、计算机机房，家用电器等都存在二极管。因而二极管对新进社会各种器材和 设备是非常有价值的。二极管是由IHTV族化合物，如硅化绿、磷化钱、磷碎化钱等半导体制成的，其核 心是结。因此正向导通，反向截止、击穿特性（具有单向导电性）。抗震性能好、功 耗低、成本低等优点。1.1 半导体二极管市场分析信息产业是二十一世纪的战略性主导产业，而其核心的半导体产业的技术水平和产业规 模已成为衡量一个国家经济发展、科技进步的重要标志，20
3、06年全球半导体市场为2547亿 美元，比2005年的2275亿美元增长12%,预计2007年将达到2850亿美元。我国的半导体 市场规模2006年已经达到755亿美元，跃居全球市场的首位，其中IC市场销售额632亿美 元。而提供给市场产品的主要国家是美国、日本和欧盟等国家和地区，如：英特尔、三星、 德州仪器、东芝、意法半导体、英飞凌、瑞萨、AMD、海力士、NXP （菲利浦）、飞思卡尔、 NEC、台积电等。2006年我国进口半导体产品达1000亿美元。我国的IC产值131亿美元， 主要集中在长江三角洲、渤海湾、珠江三角洲等沿海地区，如中芯国际、上海华虹NEC、苏 州和舰、无锡海力士-意法、无锡
4、华润、上海先进、上海宏力、上海新进、首钢日电（NEC）、 上海台积电、上海贝岭等。分立器件，包括二极管、三极管、功率晶体管、光电器件；广泛应用于家电产品、照明、 汽车、通讯等部门。全求年需求量约1万亿只。日本、美国、马来西亚和我国台湾地区是重 要产地，我国是生产和消费大户，2005年我国生产分立器件1600亿只，市场销售量2210亿 只，2006年生产1820亿只，而市场需求2700亿只，其他全靠进口，发展分立器件前景依 然广阔。随着下一代互联网、新一代移动通信和数字电视的逐步商用，电子整机产业的升级换代 将为电子材料和元器件产业的发展带来巨大的市场机遇。1.2 二极管简介本论文是由于跟工作相
5、关而写，在工作的过程中了解到二极管种类繁多，形状各异，最 普通的二极管便是两端是铜引线，中间是硅片，外观用黑胶封装的模样。本论文主要写二极 管（中段）生产工艺流程及问题分析。二极管的生产总体包括三大部分，其中有前期扩散，中期制作，后期打印包装。前期扩 散主要是针对硅片进行磷和硼的扩散。中期的制作主要是把芯片通过一系列的工序制作成二 极管，再由电镀厂电镀，使红毛管变成白毛管。最后进行后期打印包装。本论文主要介绍二极管中期的制作，即将硅片经过一系列工序制作成管子，其中中序的 主要工序包括焊接，酸洗，模压。在此所要做的就是将每一粒芯片制作成管子，这中间要经 过很多到工序，先需要让排向机排好引线，然后
6、经装片操作人员装好片，送入焊接炉焊接， 最后从焊接炉出来的便是一根根最原始的管子，它主要是利用焊片作中间介质，将引线和方 片连接起来。我们行业通常称之为焊接组件。焊接完成之后，芯片要经过酸的腐蚀才能获得 电性，经酸腐蚀的芯片还要使其保持干净和干燥，所以酸洗过程中要用到很多辅助设备，比 如超声波、甩干机、烘箱等。酸洗完成之后，紧接着就是模压。模压主要是将管子封装，而 模压主要材料为黑胶，黑胶成固体状，需要通过预热机先将黑胶加热，使之变软，接近液体 状，此时的黑胶才便于封装。在这一系列的制作完成之后要进行检测，这样可以在此过程中 发现生产中出现的问题同时进行改进。2二极管的工作原理、作用二极管乂称
7、晶体二极管,二极管的作用很多，二极管它只往一个方向传送电流的电子零 件。它是一种具有1个零件号接合的2个端子的器件，具有按照外加电压的方向，二极管的 作用很多，二极管市场调研报告显示，二极管使电流流动或不流动的性质。晶体二极管为一 个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，二极管的作用在其界面处两侧形成空间电荷层, 并建有自建电场。二极管的作用当不存在外加电压时，由于p-n结两边载流子浓度差引起的 扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。二极管的作用都有哪些？下面 详解二极管的作用及工作原理。二极管乂称晶体二极管，简称二极管（diode）,另外，还有早期的真空电子二极管；它是一
8、种具有单向传导电流的电子器件。晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n 结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于p-n结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的 漂移电流相等而处于电平衡状态。当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑 消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时，外界电场和自 建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流10 O 当外加的反向电压高到一定程度时，p-n空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍 增过程，产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击
9、穿电流，称为二极管的击穿现象。在电子电路中，将二极管的正极接在高电位端，负极接在低电位端，二极管就会导通， 这种连接方式，称为正向偏置。必须说明，当加在二极管两端的正向电压很小时，二极管仍 然不能导通，流过二极管的正向电流十分微弱。只有当正向电压达到某一数值（这一数值称 为“门槛电压”，错管约为0.2V,硅管约为0.6V）以后，二极管才能直正导通。导通后二极管 两端的电压基本上保持不变（错管约为0.3V,硅管约为0.7V）,称为二极管的“正向压降九 2.2二极管的功能及分类二极管种类有很多，按照所用的半导体材料，可分为错二极管（Ge管）和硅二极管（Si 管）。根据其不同用途，可分为检波二极管、
10、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、隔离 二极管、肖特基二极管、发光二极管等其作用各有不同。（1）整流二极管利用二极管单向导电性，可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉冲直流电。 （2）开关元件二极管在正向电压作用下电阻很小，处于导通状态，相当于一只接通的开关;在反向电压 作用下，电阻很大，处于截止状态，如同一只断开的开关。利用二极管的开关特性，可以组 成各种逻辑电路。（3）限幅元件二极管正向导通后，它的正向压降基本保持不变（硅管为0.7v,铸管为0.3v）。利用这一 特性，在电路中作为限幅元件，可以把信号幅度限制在一定范围内。课程设计报告书专用纸(4)继流二极管在开关电源的电感中和继电
11、器等感性负载中起继流作用。(5)检波二极管在收音机中起检波作用。(6)变容二极管使用于电视机的高频头中。3二极管的(中段)生产工艺流程二极管的中序制作主要由焊接、酸洗、模压三大步骤组成。每一道工序都有其重要之处, 并且缺一不可，通过这三大步骤的制作，最终完成二极管的中段生产制作。图2中序生产工艺流程3.1 焊接焊接工艺目的：利用焊片通过一定温度，使芯片与金属引线连接，形成欧姆触角。这是 二极管的初始形状如图图3焊接好的二极管3.1.1 焊接流程图入炉 焊接出炉图4焊接流程主要操作流程:(1)将石墨舟放在排线机上，排线机把引线导入石墨舟内为下一道装片做准备。图5排好引线的石墨舟（2）把焊片倒入吸
12、盘中调节其气体把吸盘吸好的焊片和芯片依次倒入打好引线的石墨舟上进行然后进行下一步的制作。图6吸盘吸好焊片图7装好焊片及芯片的石墨舟（3）反转一个装满引线并刷过助焊剂的石墨舟，置于装完片的石墨舟上，抽出托板并用托板振动引线，使之完全落位，再用垫板轻压引线，合模完成。（4）将制作好的管子放入焊接炉内进行焊接，焊接炉是用于导体器件烧结、焊接、烘干、管壳气密封装等。链（带）式烧结炉特点有以下几方面:此设备为气氛保护炉，保护气氛为氢 气、氮气、氧气等；设备具有连续工作性，保证生产效率；独特的气幕帘与机械幕帘结合， 确保炉膛与空气隔绝；多温区控制炉温，方便调整工艺曲线；链带速度无级连续可调；根 据用户要求
13、可配加湿器。3.1.2 焊接生产工艺工具的选择课 程设计报告书专用纸-在生产每一种二极管时根据所生产的二极管与之对应的工具的型号都有相应的规定，如 1N4007二极管,它所对应的石墨舟为S40-S42的型号、焊片为L25*0.05mm、引线直径为 0.69cm、吸盘为S42。每一种不同的二极管都要根据参数表进行选择相对应的材料及制作工 具，如下:表焊接生产工艺参数产品类别晶片尺寸石墨舟引线型号上焊片型号下焊片型号1A STD-H/LS40-S440. 7 S42 1500 孔D0-11-1501. 25*0. 051. 25*0. 05DB31A STD-HS40-S42A405 S42 15
14、00 孔A405-1501. 25*0. 051. 25*0. 051. 5A STD-H1. 5A FR-H/L1. 5AHER-H/LS52-S550. 75 S55 1200 孔D0-15-1851. 57*0. 081. 57*0. 08TVS P6KE2A STD-H2A SF-H/LS58-S600.75 S60 1200 孔D0-15-2051. 57*0. 11. 57*0. 13A STD-H/LS801. 2 S80 480 孔1.2 D0-27-2852. 28*0. 082. 28*0. 081N5408H5A HER-H/LH1101.2 HU0 480 孔1.2 D
15、0-27-3102. 7*0. 082. 7*0. 08MINI 3AH901. 0 H92 480 孑L1.0 R-32. 28*0. 052. 28*0. 056A STD-HHUO1.28 H110 480 孔1.28 D0-27-3102. 7*0. 082. 7*0. 0810A STD-HH1351. 28 H135 480 孔1.28D0-27-385/3753. 0*0.13. 0*0. 1ER504S951. 2 S98 480 孔1.2 D0-27-3503. 0*0. 13. 0*0. 1ER604/606S1101.28 H135 480 孔1.2 D0-27-3503. 0*0. 13. 0*0. 1酸洗目的：利用各种酸和水，对芯片P-N结周围边缘表面进行化学腐蚀，以改善机械损 伤，祛除表面吸附的杂质，降低表面电场，使P-N结的击穿首先从体内发生，以获得于理论 值接近的反向击穿电压
