GP200/GP370玻璃粉鈍化晶閘管電壓特性的對(duì)比

耿開遠(yuǎn)

（濟(jì)寧東方芯電子科技有限公司 山東省濟(jì)寧市 272000）

在晶閘管的制造中，為獲得穩(wěn)定可靠的電特性，必須采取特殊的方法來保護(hù)其PN 結(jié)。其中玻璃粉燒結(jié)成高純玻璃覆蓋于PN結(jié)表面是目前行業(yè)內(nèi)最主要的保護(hù)手段之一，俗稱為玻璃鈍化。玻璃鈍化使用的玻璃粉目前主要為日本電氣硝子的GP200 系列和GP370 系列兩種，市場(chǎng)占比80%以上。根據(jù)之前的國外經(jīng)驗(yàn)，行業(yè)內(nèi)基本默認(rèn)為二極管類產(chǎn)品使用GP200 系列，三極管類產(chǎn)品使用GP370 系列，而國內(nèi)并未對(duì)兩種玻璃粉的效果做過詳細(xì)的對(duì)比和分析。本文就針對(duì)晶閘管產(chǎn)品（屬三極管類），對(duì)比分析GP200玻璃粉和GP370 玻璃粉在同款產(chǎn)品中電特性的區(qū)別，以便給同業(yè)人員提供參考經(jīng)驗(yàn)。

1 基本技術(shù)參數(shù)

根據(jù)廠家提供的技術(shù)資料中，GP200/GP370 同屬于Pb 系中壓玻璃粉，熱膨脹系數(shù)分別為44 和41.5，差異不大，在生產(chǎn)使用中未體現(xiàn)出明顯的區(qū)別，抗蝕性方面二者均屬于鉛系玻璃粉，化學(xué)性能相當(dāng)，電荷密度分別為+6～+7 和+5～+6，也差異不大，組分上200 玻璃為Pb.SIO2.AL2O3，而370 玻璃粉為Pb.B2O3.SIO2.AL2O3，比200 玻璃粉多摻了B2O3 成分。參考廠家提供的玻璃粉參數(shù)表并不能看出二者的區(qū)別和優(yōu)劣。

2 實(shí)際試驗(yàn)性能對(duì)比

我們以試驗(yàn)的形式，取標(biāo)準(zhǔn)晶閘管產(chǎn)品BTB08 和BTB12 為例，采用光阻涂布的方法形成玻璃鈍化后，分別從常溫耐壓、常溫漏電流、高溫125℃漏電流、高溫150℃漏電流、高溫125℃時(shí)HTRB、高溫150℃時(shí)HTRB 等六項(xiàng)核心電參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析（備注：以下數(shù)據(jù)均采用22 顆芯片平均數(shù)據(jù)）。

2.1 常規(guī)耐壓對(duì)比

從表1 數(shù)據(jù)可以看出，此兩款玻璃粉在電壓上無明顯區(qū)別，真正影響耐壓水平的是產(chǎn)品本身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，玻璃粉的影響基本可以忽略。

2.2 常溫漏電流

從表2 數(shù)據(jù)可以看出，GP200 玻璃粉的常溫漏電流明顯大于GP370，接近其2 倍，此處漏電流大，會(huì)導(dǎo)致在產(chǎn)品不工作時(shí)，無效功耗大大增加，對(duì)產(chǎn)品節(jié)能方面非常不利。

2.3 高溫125℃漏電流

從表3 數(shù)據(jù)可以看出，GP200 玻璃粉在125℃時(shí)漏電流明顯優(yōu)于GP370，僅為其60%，此處反映出GP200 在高溫性能方面與GP370 比有明顯優(yōu)勢(shì)。

表1

表2

表3

表4

表5

表6

表7

2.4 高溫150℃漏電流

晶閘管的結(jié)溫常規(guī)為125℃，此處考核的是其中特規(guī)高結(jié)溫產(chǎn)品（150℃）的要求，從表4 數(shù)據(jù)可以看出，與125℃的表現(xiàn)類似，GP200 玻璃粉在150℃時(shí)漏電流仍明顯優(yōu)于GP370，約為其80%，此處反映出GP200 在高結(jié)溫方面的能力較GP370 仍有明顯優(yōu)勢(shì)。

2.5 125℃時(shí)HTRB

從表5 可以看出，此處考核的是產(chǎn)品穩(wěn)定性，經(jīng)過125℃*24H-HTRB，兩種玻璃粉產(chǎn)品前后數(shù)據(jù)差異性不大，耐高溫性能良好。

2.6 150℃時(shí)HTRB

從表6 可以看出，此處同樣考核的是產(chǎn)品穩(wěn)定性，經(jīng)過150℃*24H-HTRB，兩種玻璃粉產(chǎn)品前后數(shù)據(jù)差異性不大，耐高溫性能良好。

2.7 綜合對(duì)比以上數(shù)據(jù)，我們匯總在表7內(nèi)

從表7 可以看出，兩種玻璃粉耐壓水平和高溫可靠性都較好。主要區(qū)別在常溫漏電流和高溫漏電流方面，兩種玻璃粉也各有利弊，GP200 在高溫方面有明顯優(yōu)勢(shì)，而GP370 在常溫漏電方面表現(xiàn)更好。以上數(shù)據(jù)也讓我們很好的解釋了行業(yè)內(nèi)為什么二極管采用GP200，三極管采用GP370 的問題：因?yàn)槎O管最基本的結(jié)溫要求就是150℃，對(duì)溫度特性要求高，所以優(yōu)選GP200，而三極管的基本結(jié)溫僅要求125℃，其大部分時(shí)間工作在80℃以下，此時(shí)GP370玻璃粉的優(yōu)勢(shì)更大。此數(shù)據(jù)也可供我們做產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)時(shí)作為參考，在常溫（小于80℃）電特性要求高時(shí)，選用GP370，在高溫電特性（大于125℃）要求高時(shí)，選用GP200，而并非默守陳規(guī)。只有了解透每種產(chǎn)品的特性，針對(duì)性的設(shè)計(jì)工藝，才能將產(chǎn)品做的更好、更穩(wěn)定。