一種提高晶閘管抗干擾能力的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于功率半導體器件可靠性技術領域，特別設及一種提高晶閩管抗干擾能 力的方法。
【背景技術】
[0002] 目前，在現有的武器、彈藥中多采用多級時序起爆技術，該項技術的使用，使得彈 藥的侵徹能力大幅提高、彈藥毀傷效果明顯增強。然而爆炸后會產生強烈的爆轟干擾（電 磁干擾），并通過空間福射和線傳導兩種方式對彈藥引信的正常工作產生影響，容易使引信 誤動作，從而出現瞎火或早炸等異常現象。其中空間福射干擾范圍有限，易于解決，引信設 計中只需將不同火工品分別于獨立腔體裝配即可較好地解決該個問題；而線傳導干擾比較 難W解決。晶閩管作為最成熟的半導體器件之一，具有體積小、結構簡單、功能強等特點，被 廣泛應用在引信解保發火電路中，其性能的優劣是導致引信誤動作的直接原因。因此，增強 晶閩管的抗干擾能力，確保晶閩管可靠觸發，是解決引信可靠性問題的最直接最有效的措 施。提高晶閩管抗干擾能力的主要途徑是提高其口極觸發電流和觸發電壓。觸發電流的大 小可W通過優化器件設計來達到引信電路的抗干擾要求，然而觸發電壓則因受到晶閩管巧 片尺寸和觸發電流的雙重制約無法通過器件設計來滿足抗干擾指標。該就給晶閩管抗干擾 設計帶來了巨大的困難。現有技術中在晶閩管口極引腳上串聯一個適當阻值的電阻（如圖 1所示），然后再接入到引信電路中，該樣便可W提高晶閩管的觸發電壓。
[0003] 現有技術可W有效的提高晶閩管的觸發電壓，但該一過程的實現存在W下缺點：
[0004] ①現有技術需要在晶閩管口極串聯一個較大的電阻，而大電阻產生的寄生電感會 影響觸發電流，從而不能兼顧解決觸發電壓和觸發電流同時增大的要求；另外，電阻的介入 W及焊點數的增加會影響電路的可靠性。
[0005] ②現有技術的確增加了晶閩管的觸發電壓，但是由于串聯電阻與晶閩管巧片口極 之間的引線較長，該段長引線產生的線導傳輸干擾同樣會對器件進行誤觸發。該表明現有 技術并不能有效提高晶閩管的抗干擾能力W及解決引信的可靠性問題。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是提供一種提高晶閩管抗干擾能力的方法，其特征在于，包括如下 步驟：
[0007] 1)對現有結構的晶閩管進行解析：
[000引晶閩管的觸發電流和觸發電壓V。1的表達式為：
【主權項】
1. 一種提高晶閘管抗干擾能力的方法，其特征在于，包括如下步驟： 1) 對現有結構的晶閘管進行解析：晶閘管的觸發電流IeT和觸發電壓Vct的表達式為：
上式中，Vk為開啟電壓（一般為0. 6V)，R C1為門極與陰極之間的橫向電阻，R g(l為門極與 短路點之間陰極下面的橫向電阻；5為門極和陰極之間區域的平均電阻率，5為短基 區的平均電阻率，Xp為晶閘管一次擴散工藝的結深，Wp2為短基區寬度；從式（1)和（3)中 看出，要提高門極觸發電流，需要減小Rgtl的值，則通過減小&、增大Wp2以及減小N 2tl區寬 度（m)的方式來實現；從式⑵和⑷中看出，觸發電流一定時，要提高門極觸發電壓使 其滿足抗干擾要求，需要增加 Rtl的值，則通過增大&減小Xjl以及增大門極與陰極之間 的橫向距離（I^rg)來實現；但是，會使Rgtl增大，進而導致觸發電流I eT減小，同時增大門極 與陰極之間的橫向距離（I^rg)又會導致芯片尺寸增大；因此現有結構的晶閘管提高其門 極觸發電流和觸發電壓則受到觸發電流和芯片尺寸的雙重限制； 2) 針對步驟1)的解析結果，在晶閘管結構上采取改進措施： 2. 1將晶閘管芯片通過焊料或銀漿粘貼在引線框架的載片臺上，載片臺與引線框架的 陽極引腳相連；通過引線鍵合的方式將晶閘管芯片的陰極焊盤與引線框架的陰極引腳相 連； 2. 2選擇參數適當的穩壓二極管串聯或反串聯在晶閘管門極上，并且將穩壓二極管的 芯片用焊料或銀漿粘貼在引線框架的門極引腳上，同時使晶閘管芯片的門極焊盤與所粘貼 二極管芯片的上表面相連；這樣在封裝內部實現了穩壓二極管與晶閘管門極的串聯或反串 聯，既提高了晶閘管的門極觸發電壓，又保證了二極管與門極之間的引線足夠短，從而有效 提高晶閘管的抗干擾能力； 3) 最終用環氧樹脂將芯片及用于承載芯片的引線框架一起封裝起來，并完成固化、切 筋的后續封裝工序； 4) 將封裝的產品裝配到引信電路中進行試驗，發現引信系統可靠引爆且未受到爆轟干 擾的影響，表明該產品具有較強的抗干擾能力和可靠性。
【專利摘要】本發明公開了屬于功率半導體器件可靠性技術的一種提高晶閘管抗干擾能力的方法。首先對現有結構的晶閘管進行解析，通過解析來得到提高晶閘管門極觸發參數的途徑；本發明采用引信電路中一種常用的TO-252封裝外形；以及采用在晶閘管門極串聯或反串聯穩壓二極管的方式，并將晶閘管芯片與穩壓二極管芯片集成在同一封裝管殼內部；由此既提高了晶閘管的門極觸發電壓，又保證了二極管與門極之間的引線足夠短，保證了晶閘管的可靠觸發，解決了引信由于爆轟干擾而產生的誤動作問題，從而有效提高晶閘管的抗干擾能力；大大提高了武器裝備的精準度和可靠性，對我國武器裝備的發展具有重要意義。
【IPC分類】H01L29-74, H01L25-18
【公開號】CN104637998
【申請號】CN201510065280
【發明人】周偉松, 溫景超, 張斌
【申請人】清華大學, 北京卅普科技有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年2月6日