TVS制程工藝介紹

TVSDiode制程介紹Agenda何為TVSGPP工藝TVS製造流程GPP與OJ區(qū)別1何為TVS

TVS

：（TransientVoltageSuppressor）,即瞬態(tài)電壓抑制器，是一種用于吸收ESD能量、保護(hù)系統(tǒng)免受ESD/Surge損害的固態(tài)元件。雙向TVS可在正反兩個(gè)方向吸收瞬時(shí)大脈沖功率，并把電壓箝制到預(yù)定水平優(yōu)點(diǎn)：響應(yīng)時(shí)間快、瞬態(tài)功率大、漏電流低、箝位電壓較易控制、體積小※雙向TVS適用于交流電路，單向TVS一般用于直流電路2Agenda何為TVSGPP工藝TVS製造流程GPP與OJ區(qū)別3GPP工藝TVS流程擴(kuò)散（Diffusion）一次光刻（FirstPhotoetching）開溝（Trenching）去膠玻璃鈍化（Passivation）二次光刻（SecondPhotoetching）接觸面蝕刻（Etching）金屬化（Nickeling）切片(Dice-sawing)測試（Sorting）焊接（Soldering）注塑成型（Molding）切角成型（T/F）電鍍(Plating)測試(TMTT)4GPP工藝TVS流程-擴(kuò)散擴(kuò)散（Diffusion）一次光刻（FirstPhotoetching）開溝（Trenching）去膠玻璃鈍化（Passivation）二次光刻（SecondPhotoetching）接觸面蝕刻（Etching）金屬化（Nickeling）切片(Dice-sawing)測試（Sorting）焊接（Soldering）注塑成型（Molding）切角成型（T/F）電鍍(Plating)測試(TMTT)5GPP工藝TVS流程-擴(kuò)散（1/2）目的：形成PN結(jié)，或增加表面載流子濃度擴(kuò)散源：硼紙、磷紙擴(kuò)散氣體：氧氣（99.97%）、

氮?dú)猓?9.9999%）參考曲綫：6GPP工藝TVS流程-擴(kuò)散（2/2）設(shè)備：效果圖（以P型硅片，雙向?yàn)槔㏄PN﹢N﹢7GPP工藝TVS流程-一次光刻擴(kuò)散（Diffusion）一次光刻（FirstPhotoetching）開溝（Trenching）去膠玻璃鈍化（Passivation）二次光刻（SecondPhotoetching）接觸面蝕刻（Etching）金屬化（Nickeling）切片(Dice-sawing)測試（Sorting）焊接（Soldering）注塑成型（Molding）切角成型（T/F）電鍍(Plating)測試(TMTT)8GPP工藝TVS流程-一次光刻目的：通過光刻把掩膜上的圖形轉(zhuǎn)移到襯底上的光刻膠上物料：負(fù)性光刻膠、顯影液、定影液光刻膠：又稱光致抗蝕劑，由感光樹脂、增感劑（見光譜增感染料）和溶劑三種主要成分組成的對(duì)光敏感的混合液體。感光樹脂經(jīng)光照后，在曝光區(qū)能很快地發(fā)生光固化反應(yīng)，使得這種材料的物理性能，特別是溶解性、親合性等發(fā)生明顯變化。經(jīng)適當(dāng)?shù)娜軇┨幚?，溶去可溶性部分，得到所需圖像。負(fù)性光刻膠：光照后形成不可溶物質(zhì)。顯影：將已曝光的感光材料浸入顯影液中，使曝光區(qū)域與顯影液發(fā)生反應(yīng)，形成可見的圖像。定影：將感光材料上未曝光區(qū)域去除，否則見光之后還會(huì)發(fā)生變色，使可見的影像無法穩(wěn)定保存PN﹢N﹢PN﹢N﹢光刻膠效果圖（以P型硅片，雙向?yàn)槔?GPP工藝TVS流程-開溝擴(kuò)散（Diffusion）一次光刻（FirstPhotoetching）開溝（Trenching）去膠玻璃鈍化（Passivation）二次光刻（SecondPhotoetching）接觸面蝕刻（Etching）金屬化（Nickeling）切片(Dice-sawing)測試（Sorting）焊接（Soldering）注塑成型（Molding）切角成型（T/F）電鍍(Plating)測試(TMTT)10GPP工藝TVS流程-開溝目的：使用化學(xué)溶劑形成溝槽溶液：硝酸、氫氟酸、冰醋酸和氟化銨。加入氟化銨用來彌補(bǔ)腐蝕氧化物過程中氟離子的損耗。也常加入醋酸可以限制硝酸的離解Si+HNO3+6HF→H2SiF6+HNO2+H20+H2開溝溫度：-2℃左右PN﹢N﹢光刻膠PN﹢N﹢光刻膠效果圖（以P型硅片，雙向?yàn)槔?1IC工藝中常用材料的化學(xué)腐蝕劑材料腐蝕劑注釋SiO2HF(水中含49％)，純HF對(duì)硅有選擇性，對(duì)硅腐蝕速率很慢，腐蝕速率依賴于膜的密度，摻雜等因素NHF4:HF(6:1),緩沖HF或BOE是純HF腐蝕速率的1/20，腐蝕速率依賴于膜的密度，摻雜等因素，不像純HF那樣使膠剝離Si3N4HF(49%)腐蝕速率主要依賴于薄膜密度，膜中O,H的含量HPO:HO(沸點(diǎn)：130-150℃)對(duì)二氧化硅有選擇性，需要氧化物掩膜。AlH3PO4:H2O:HNO3:CH3COOH(16:2:1:1)對(duì)硅，氧化硅和光刻膠有選擇性多晶硅HNO3:H2O:HF(CH3COOH)(50:20:1)腐蝕速率依賴于腐蝕劑的組成單晶硅HNO3:H2O:HF(CH3COOH)(50:20:1)腐蝕速率依賴于腐蝕劑的組成KOH:HO:IPA(23wt%KOH,13wt%IPA)對(duì)于晶向有選擇性，相應(yīng)腐蝕速率（100）：（111）＝100：1TiNH4OH:H2O2:H2O(1:1:5)TiNNH4OH:H2O2:H2O(1:1:5)對(duì)TiSi2有選擇性TiSi2NH4F：HF(6:1)對(duì)TiSi2有選擇性光刻膠H2SO4:H2O2(125℃)適用于不含金屬的硅片有機(jī)剝離液適用于含金屬的硅片12GPP工藝TVS流程-去膠&玻璃鈍化擴(kuò)散（Diffusion）一次光刻（FirstPhotoetching）開溝（Trenching）去膠玻璃鈍化（Passivation）二次光刻（SecondPhotoetching）接觸面蝕刻（Etching）金屬化（Nickeling）切片(Dice-sawing)測試（Sorting）焊接（Soldering）注塑成型（Molding）切角成型（T/F）電鍍(Plating)測試(TMTT)13GPP工藝TVS流程-去膠&玻璃鈍化目的：去除表面光刻膠，在溝槽表面形成玻璃層，以保護(hù)PN結(jié)物料：玻璃粉、氧氣（99.97%）、

氮?dú)猓?9.9999%）參考曲綫：去膠PN﹢N﹢光刻膠N﹢PN﹢N﹢PN﹢玻璃效果圖（以P型硅片，雙向?yàn)槔?4GPP工藝TVS流程-二次光刻&接觸面蝕刻擴(kuò)散（Diffusion）一次光刻（FirstPhotoetching）開溝（Trenching）去膠玻璃鈍化（Passivation）二次光刻（SecondPhotoetching）接觸面蝕刻（Etching）金屬化（Nickeling）切片(Dice-sawing)測試（Sorting）焊接（Soldering）注塑成型（Molding）切角成型（T/F）電鍍(Plating)測試(TMTT)15GPP工藝TVS流程-二次光刻&接觸面蝕刻目的：利用二次光刻保護(hù)溝槽，用化學(xué)法去除芯片表面的玻璃物料：鹽酸、HF酸、去離子水、HNO3、硫酸、氨水、雙氧水二次光刻N(yùn)﹢PN﹢玻璃N﹢PN﹢玻璃光刻膠效果圖（以P型硅片，雙向?yàn)槔㎞﹢PN﹢光刻膠玻璃16GPP工藝TVS流程-金屬化擴(kuò)散（Diffusion）一次光刻（FirstPhotoetching）開溝（Trenching）去膠玻璃鈍化（Passivation）二次光刻（SecondPhotoetching）接觸面蝕刻（Etching）金屬化（Nickeling）切片(Dice-sawing)測試（Sorting）焊接（Soldering）注塑成型（Molding）切角成型（T/F）電鍍(Plating)測試(TMTT)17GPP工藝TVS流程-金屬化目的：去除溝槽部份光刻膠，用化學(xué)法在芯片表面鍍鎳，以利于焊接和組裝物料：HNO3、HF酸、去離子水、HCL、氯化銨、檸檬酸、

次亞磷酸鈉、氨水、

氮?dú)?、PH酸堿指示紙、鎳水SW-2X參考曲綫：去膠時(shí)間/min溫度/℃進(jìn)爐恒溫30min恒溫時(shí)間達(dá)到，開始出爐N﹢PN﹢光刻膠玻璃PN﹢N﹢玻璃N﹢PN﹢玻璃鎳效果圖（以P型硅片，雙向?yàn)槔?8GPP工藝TVS流程-切片擴(kuò)散（Diffusion）一次光刻（FirstPhotoetching）開溝（Trenching）去膠玻璃鈍化（Passivation）二次光刻（SecondPhotoetching）接觸面蝕刻（Etching）金屬化（Nickeling）切片(Dice-sawing)

測試（Sorting）焊接（Soldering）注塑成型（Molding）切角成型（T/F）電鍍(Plating)測試(TMTT)19GPP工藝TVS流程-切片N﹢PN﹢玻璃鎳N﹢PN﹢玻璃鎳效果圖（以P型硅片，雙向?yàn)槔?0GPP工藝TVS流程-測試&焊接擴(kuò)散（Diffusion）一次光刻（FirstPhotoetching）開溝（Trenching）去膠玻璃鈍化（Passivation）二次光刻（SecondPhotoetching）接觸面蝕刻（Etching）金屬化（Nickeling）切片(Dice-sawing)

測試（Sorting）焊接（Soldering）注塑成型（Molding）切角成型（T/F）電鍍(Plating)測試(TMTT)21GPP工藝TVS流程-測試&焊接（1/2）目的：利用晶片分選機(jī)剔除電性不良品。將良品晶片、焊片、銅粒有序的結(jié)合起來物料：焊片（

Pb-Sn（5）Ag（2.5））、氮?dú)猓?9.9999%）、

插件引線（無氧銅）、貼片引線（KFC）焊接設(shè)備：

參數(shù)設(shè)定數(shù)據(jù)監(jiān)控22GPP工藝TVS流程-測試&焊接（2/2）L/F填裝焊片填裝芯片填裝L/F填裝焊片填裝以貼片產(chǎn)品為例23GPP工藝TVS流程-注塑成型擴(kuò)散（Diffusion）一次光刻（FirstPhotoetching）開溝（Trenching）去膠玻璃鈍化（Passivation）二次光刻（SecondPhotoetching）接觸面蝕刻（Etching）金屬化（Nickeling）切片(Dice-sawing)測試（Sorting）焊接（Soldering）

注塑成型（Molding）切角成型（T/F）電鍍(Plating)測試(TMTT)24GPP工藝TVS流程-注塑成型成型目的：定義產(chǎn)品的封裝制程，成型后的環(huán)氧樹脂封裝外殼將強(qiáng)化材料防止?jié)駳獾男阅埽?/p>

同時(shí)還能為印字提供良好的表面物料：環(huán)氧樹脂模塊

25GPP工藝TVS流程-測試擴(kuò)散（Diffusion）一次光刻（FirstPhotoetching）開溝（Trenching）去膠玻璃鈍化（Passivation）二次光刻（SecondPhotoetching）接觸面蝕刻（Etching）金屬化（Nickeling）切片(Dice-sawing)測試（Sorting）焊接（Soldering）注塑成型（Molding）切角成型（T/F）電鍍(Plating)測試(TMTT)26GPP工藝TVS流程-測試（TMTT）目的：對(duì)電鍍后產(chǎn)品進(jìn)行測試、Marking、編帶TMTT：TestMarkingTestTaping

插件產(chǎn)品TMTT貼片產(chǎn)品TMTT27Agenda何為TVSGPP工藝TVS製造流程GPP與OJ區(qū)別28GPP與OJ區(qū)別（1/4）

目前市場上TVS管產(chǎn)品主要有OJ（酸洗）工藝、GPP（玻璃鈍化）工藝OJ工藝GPP工藝

OJ結(jié)構(gòu):采用涂膠保護(hù)結(jié)，然后在200度左右溫度進(jìn)行固化,保護(hù)P-N結(jié)獲得電壓GPP結(jié)構(gòu):芯片的P-N結(jié)是在鈍化玻璃的保護(hù)之下，玻璃是將玻璃粉采用800度左

右的燒結(jié)熔化，冷卻后形成玻璃層。這玻璃層和芯片熔為一體，無法用機(jī)械的方法分開29OJ芯片與GPP芯片綜合評(píng)價(jià)1：GPP芯片在wafer階段即完成玻璃鈍化，并可實(shí)施VR的probetest，而OJ芯片只有在制得成品后測試VR。2：VRM為1000V的GPP芯片，通常從P+面開槽和進(jìn)行玻璃鈍化，臺(tái)面呈負(fù)斜角結(jié)構(gòu)（表面電場強(qiáng)度高於體內(nèi)），而OJ芯片的切割不存在斜角。3：GPP芯片的玻璃鈍化分佈在pn結(jié)部份區(qū)域（不像GPRC芯片對(duì)整個(gè)斷面實(shí)施玻璃鈍化），而OJ芯片對(duì)整個(gè)斷面實(shí)施硅橡膠保護(hù)。4：GPP芯片由於