玻钝二极管外观工艺优化策略

黄小锋

常州星海电子股份有限公司 江苏常州 213000

玻钝产品外形是对产品质量考核的主要指标，当前用户对于产品的外观质量提出了较高要求，使玻璃钝化产品外观的合格率显著下降，特别是白点与气泡问题诸多。因产品外观淘汰几率过高，致使玻璃钝化产品的供货难度增加，特别是在外观要求方面，将玻璃球体内部气泡当成高质量等级的考核标准。

1 玻钝产品外观问题原因阐释

1.1 气泡问题

以原材料角度分析，之前使用的玻璃粉颗粒度是300-600目，使用去离子水对玻璃粉浆加以配制，颗粒度很小，所以表面积大，能够对大量空气吸附。要想确保产品在二极管表面涂覆，需适当加大配制玻璃粉浆的浓度。但在浓度偏高的玻璃粉浆内，气泡承受压力过大，浮上来的难度较大，加之气泡里表面张力影响，很难破裂。若涂敷之前亦或是玻璃软化点未达到之前没有将玻璃浆内部气泡完全散发出去，就会导致玻璃钝化层内部埋藏气泡[1]。而玻璃球表面存在气泡的产品，可使用肉眼观察发现玻璃球内部有气泡，对产品可靠性产生直接影响。如气泡存在于管芯台面表面，则会对管芯钝化的效果和电参数指标带来影响，进而出现“打火”问题。为此气泡会影响玻璃钝化产品质量的可靠性、外观的合格率以及电参数等。

1.2 白点

根据搅拌工艺分析，对玻璃粉进行搅拌的时候，若搅拌不均匀，就会影响涂覆球体的大小颗粒分布缺乏均匀性，集中表现为大颗粒集中明显或者是小颗粒集中明显。在高温成型阶段，小颗粒表面能较大，更容易析晶，进而产生白点。若生产期间，其他颗粒杂质混入到玻璃粉浆当中，同样会使产品成型的时候因杂质而产生析晶的情况，最终形成白点。

1.3 外观规整度较差

根据涂覆工艺，在玻璃粉涂覆的过程中，管体呈水平放置状态。若玻璃粉调制过稀，且涂覆机器的转动速度不合理亦或是烘烤及时性不强，就会使产品一侧玻璃粉受重力影响掉下，进而在成型过程中产生“掉肚”的问题。在成型阶段，温度是十分重要的因素，在温度接近玻璃熔融临界温度的状态下，因需将产品竖立，所以在温度过高的情况下就会下掉。以上现象均被称作“掉肚”，属于外形废品。

2 玻钝二极管外观工艺的优化策略

2.1 气泡与白点

将搅拌的时间延长并且充分搅拌玻璃粉浆，涂覆成型产品的外观合格几率仅提高3%，始终无法改善产品的白点与气泡问题，而且既有玻璃粉搅拌系统也难以对玻璃钝化产品外观方面的问题加以解决，只能通过对玻璃粉搅拌工艺的改善，尽可能减少产品成型以后的白点与气泡问题。

要想使玻璃粉搅拌与研磨的充分性，尽量减少成型以后玻璃球白点与气泡发生率，确保新型搅拌工艺能够使玻璃粉受杂质的沾污，以免对产品电参数以及可靠性产生不利影响。据前期试验了解到，在玻璃粉充分搅拌的情况下成型产品的外观成品几率改善明显，且气泡问题有所改善。

在重新选择材料后制作形成成型条，避免玻璃粉被石墨掉灰等杂质影响，同时有效固化了工艺，一定程度上提高了产品的外观质量。

2.2 外观规整度

在分析产品外观规整度的时候发现，很多产品在成型以后会产生掉肚等外形规整度较差的问题，主要是因为涂粉成型阶段控制缺乏合理性。为此，应采取以下优化措施：

其一，腐蚀与梳料期间要尽可能规避二极管引线出现弯曲的情况，以免玻璃粉涂覆管体的时候速度摆动不均匀。

其二，应结合不同涂玻粉机性能以及二极管的外形，对机器转动速度以及烘烤的时间做出调整，并对操作人员涂覆玻璃粉过程进行仔细观察，进而确定避免产品掉肚情况发生的手段[2]。在涂覆并烘烤完成产品以后，放置的时候应翻转石墨条，使玻璃球轻轻下坠一端向上翻转，在重力影响下，轻微掉肚一段即可缓慢恢复，并且在产品水分挥发以后形成均匀球体。

在调整不同尺寸产品的石墨舟与砂舟热容的情况下，选择少装砂量的砂舟用于成型，即可确保砂舟在进入到链式炉高温区域的情况下，负载吸收热量不多，降低实际的成型炉温度，并采取针对性的工艺调整不同产品成型手段，进而解决成型工艺控制不合理所引起的外观规整度较差问题。

3 玻钝二极管外观工艺优化效果

3.1 气泡

在改进工艺后，对X光检测高等级产品气泡的状况进行统计与分析发现，选择使用球磨机对玻璃粉搅拌后成型，产品经X光检测后，气泡产生率不超过10%。

3.2 白点

选择使用氯化硅条对石墨条加以替代，并选择球磨机替代玻璃粉搅拌机，使得玻璃粉搅拌更加充分，研磨效果增强，有效规避杂质对玻璃粉的沾污，使产品出现白点的几率下降。

3.3 外观规整度

导致产品外形规整度较差或者是玻璃球两边厚度不均的原因就是在搅拌玻璃粉之前，玻璃浆的黏稠度不达标，产品的成型炉温度曲线缺乏合理性，或者是涂覆玻璃粉的时候控制不到位，均会使产品在成型以后发生掉肚，直接影响了产品可靠性。正是因为玻璃球两边厚度不均，使得产品抗热冲击能力下降[3]。而在调整产品涂覆与成型过程的基础上，即可有效改善其外观不规整的问题，提高外观质量。

4 结语

综上，在以上研究中，重点探讨对玻钝二极管外形成品率产生影响的各种因素，并确定相对应的优化措施。尤其是气泡与白点的问题，以配置玻璃粉为切入点，充分搅拌后固化玻璃粉配比与搅拌的过程，可均匀搅拌。另外对装载产品成型材料加以更换，尽可能降低玻璃球体成型期间被沾污情况的发生率。在对产品外形不规整问题解决方面，适当调整了工艺，在对工艺方案优化的基础上，有效提高了玻钝产品外观的成品率，且外观得到有效改善，一定程度上提升产品外观的质量，同时也使得产品的生产与制造成本明显下降。