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汽车整流二极管技术工艺发展趋势分析

第一节 产品技术发展现状

汽车整流二极管是汽车发电机必不可少的整流元件,在我国现阶段,在长期的研发努力下,我国汽车整流二极管也已逐步攀上了世界的技术高峰。可以看到,目前整流二极管在发展特大功率方向的同时在技术上也有了相应的突破,例如在芯片制造过程中将集成电路制造技术融入到其中,使得芯片在质量上和性能上都有较稳定的效果,另外在汽车整流二极管封装技术上,研究出了高功率二极管激光封装中的铟焊料蒸镀工艺和回流焊工艺,该工艺对芯片焊接状态的影响在数值模拟和实验研究的基础上,优化了冷却器结构设计,研制出具有热阻低、压降小的铜微通道液体冷却器,可以满足热耗散功率大于60W的二极管激光器散热冷却需要。

随着科技进步,为了满足汽车整流二极管产品的稳定和安全性能的提高,整流二极管测试方法也越来越先进,其中用测试整流二极管△UF参数的方法是最近几年从国外引进的测试方法,由于应用△UF的测试方法能快捷、方便、准确地判断出汽车整流二极管的质量问题,因而该测试方法越来越得到国内汽车整流二极管生产厂家的亲睐。

随着汽车电子技术配置越来越先进,国外汽车雪崩整流二极管技术也进入了中国市场,由于该技术在工艺上更具有科学性,产品性能也较高,因而有取代普通整流二极管的趋势,国内汽车雪崩整流二极管生产也发展得非常快。

第二节 产品工艺特点或流程

1、生产工序

汽车整流二极管的生产可以分成上、中、下游三道主要工序:

单晶、外延片制造→芯片制造  →封装、测试

一般企业的工艺流程是从外购单晶或外延片开始,到最后汽车整流二极管封装测试完成,以产成品出货。

单晶、外延片制造工序的任务是提供生产汽车整流二极管的原材料——单晶或外延片;中游是晶粒或芯片制造,任务是将单晶或外延片加工成整流器件的核心部件——芯片,芯片的特性决定了最终成品元器件的特性,其技术含量在各工序中最高;下游是封装、测试,制造成品。汽车整流二极管产品的封装、测试。

2、工艺流程

汽车整流二极管简要生产工艺流程图

第三节 国内外技术未来发展趋势分析

1、技术更新

虽然汽车整流二极管的市场应用技术已非常成熟,行业发展态势平稳,但是新技术、新工艺、新产品依然在不断涌现,技术更新主要体现在芯片技术的不断优化、封装技术的进步和器件材料的升级。目前,汽车整流二极管封装技术的发展趋势是小型化、大功率、无引脚、模块式、超高速、低压降、高反压。

2、集成电路制造技术不断融入前道制造工艺中

集成电路领域的CAD设计、离子注入、溅射、MOCVD、多层金属化、亚微米光刻等先进工艺技术已经开始逐步应用到整流二极管的前道芯片生产当中,如过去一直不能工业化生产的肖特基二极管,由于净化、外延、离子注入、多层金属化等新工艺技术的应用,目前其大规模生产条件下的成品率已经可以达到98%以上。这一新的制造技术对于汽车整流二极管行业的发展来说是一个成功的典范,未来这一行业将对此技术进行广泛的应用,同时对于集成电路制造技术与二极管芯片的融合技术将做更深层的开发。

3、降低原材料耗费

在生产工艺方面,逐步改善现有传统封装产品中的原材料耗用结构,在不影响产品性能的前提下,降低原材料耗用率;提高晶圆、芯片产量和自给率,除部分高端产品所需原料外,逐步降低芯片外购比例和采购成本。在降低原材料耗用的过程中将会出现更多了新工艺提速,主要方向是通过减小汽车整流二极管的体积和结构来改变材料耗用。
 

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