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一、前言
目前，我公司生产的DO-13封装产品使用传统的涂白胶保护的管芯，芯片需要经过芯片浸铅锡、腐蚀、管芯装模烧结、涂胶后才可进行电参数测试，产品由装模到涂胶烘胶后的产品参数合格率为92.09%左右，再通过激光环焊、封帽后，完成管芯的封装；封帽后，产品检漏合格率大于95.27%；电镀、打印后产品外观合格率约99.30%，综合计算，产品在封装部分的总成品率约为87.12%左右。
二、影响产品封装成品率的因素
影响产品封装成品率主要有以下几个方面：产品参数合格率，产品检漏合格率以及产品外观合格率。
2.1 影响产品参数合格率的因素
2.1.1装模的操作
装模主要是利用石墨模具将管芯、管座、内引线、焊料等材料，组装在一起，待烧焊的过程，但是在这个过程中，操作人员需要将管芯、管座、内引线、焊料等材料一一放入模具定位孔内，操作人员在这个过程中都使用金属镊子将材料夹入定位孔内，在夹管芯的过程中，使用的力度过大会对管芯台面造成损伤，会影响器件的可靠性，严重的将直接导致产品参数失效。
2.1.2 焊料的使用
焊料是将管芯、管座、内引线焊接在一起的辅助料，焊料的使用对器件的参数、外观都有较大的影响。焊料的熔点高，会造成器件芯片杂质再分布，影响参数，焊料的熔点低，在器件后部的使用过程中，会导致焊料的熔化，影响产品的使用。因此，我们使用熔点为300℃左右的铅锡银焊料。另外，焊料的多少，对器件也有很大的影响。焊料使用的多，容易造成器件在焊接时，焊料熔融后流淌，导致焊料溢出，影响外观，有时溢出的焊料会将内引线与管座焊接在一起，直接导致器件正负极短路；焊料使用的少，会造成焊料在熔融后不能铺满焊接面，导致焊接面产生空洞，增大器件的热阻，影响使用的可靠性。
2.1.3使用的零件
使用的零件对器件的影响主要体现在：导热与热匹配的综合考虑。热匹配好的材料，其导热性能要差一些，导热性能好的材料，其热匹配性要差一些，如何综合考虑这些因素，对器件使用的可靠性有较大的影响。
2.2 影响产品检漏合格率的因素
2.2.1环焊工艺
产品环焊封帽是采用激光环焊，环焊时需要综合调整电流、频率和脉宽，电流的大小影响激光的功率，频率影响激光发射的次数，脉宽影响激光焊接宽度。三种参数需要调整合适，才能减少由于检漏不合格而淘汰的产品。
2.1.2使用的管帽
产品使用的管座为全金属，而产品的管帽由可伐材料和玻璃绝缘子烧制成，因此，如果管帽的玻璃绝缘子原本就有裂缝，或者玻璃绝缘子与可伐在烧制过程中，本身就没有烧好而存在隙缝，那么使用这些管帽封好的产品，其气密性肯定不合格。
2.3影响产品外观合格率的因素
2.3.1 镀层的质量
产品在环焊、封帽后，管体表面会由于激光和电流的作用，导致表面镀层被损伤，因此，需要对产品整体进行电镀铅锡的工作。而镀层的好坏对产品的外观有很大的影响。电镀前产品的预清洗处理、电镀镀液的质量、电镀的时间、电镀的速度、电镀的电流大小、电镀后产品的清洗，对镀层的质量都有很大的影响。
2.3.2 打印的印章
产品外观对印章的要求包括，印章正确、清晰、牢固。产品打印前，需要对管体进行清洁预处理，需要将产品表面的油脂、杂质等清洁干净，保证油墨打印时能够与清洁的表面充分接触，保证印章清晰、牢固。
2.3.3绝缘子的缺陷
产品管帽在制作中使用了玻璃绝缘子，如果使用的管帽，其绝缘子表面存在凹坑、裂痕等缺陷，会严重影响器件的外观，而这部分缺陷的产生主要在管帽的制作过程中，且基本无该情况。
2.3.4漏铜
产品表面漏铜，说明产品表面的镀层遭到了破坏。铜极易氧化，在气氛恶劣的环境下，漏铜处会发生锈蚀，时间久了会对器件的使用造成影响。漏铜产品的产生，主要是产品受到较大外力，导致表面镀层受损，这类产品禁止入库，但是这类产品很少，在正常工艺流水过程中，基本无产生。
综合以上分析，参数不合格、漏气为影响后部封装成品率的主要两个因素，我们需要主要从这两方面进行攻关。
三、改进措施
3.1 原工艺
原工艺流程：N型衬底→清洗→磷扩散（制作欧姆结）→磨片→硼扩散（制作PN结）→喷砂→硅片镀镍→超声切割→浸铅锡→管芯腐蚀→初测→装模→烧焊→管芯碱腐蚀→涂胶保护→中测→环焊→封口→点焊引线→测试筛选。
3.2 项目攻关设计的工艺
3.2.1 装模工艺
攻关后，玻璃内钝化管芯已经能够进行电参数测试，因此，在装模过程中使用的管芯全部为参数合格的管芯，这样就大大提高了參数成品率，保证了封装前产品的合格率。在使用内钝化芯片后，我们对使用的零部件也重新进行了设计。使用内钝化芯片后，由于钝化玻璃比较易碎，在装模时需要避免将引出电极与玻璃接触，用以防止器件在高低温过程中，玻璃受到应力挤压，导致玻璃碎裂，致使参数失效。
3.2.2 烧焊工艺
使用内钝化芯片后，产品装模使用的焊料为固定尺寸的铅锡银焊片，这样就保证了每只产品所使用的焊料量是一定的，不会造成焊料溢出的情况。
3.2.3 封帽工艺
对老产品检漏进行检查，发现产品漏气主要为管帽玻璃绝缘子、绝缘子与可伐部分漏气，因此需要对管帽的制作进行严格把控和技术的优化：
3.2.3.1引线管增加滚光和超洗工序
在45倍显微镜下观察管帽发现，引线管表面粘附有异物，这些异物时引线管在线切割时遗留下来的铁屑和乳化液的混合物，由于原清洗工艺不能完全清洗掉这些异物，导致在管帽熔封时，这些异物被封存在引线管与玻璃绝缘子结合部位，造成管帽漏气。为此需要增加引线管滚光和超洗工序，以保证引线管清洁无污，避免影响管帽制作。
3.2.3.2降低可伐管和引线管氧化温度
经过现有工艺规定的温度氧化后的管壳和引线管，经过专业设备分析，结果显示氧化物较厚，已超出最佳封接厚度，同时管壳和引线管的氧化物颜色也较深，外表面也较为疏松，甚至有脱落现象。为此，需要适当降低氧化温度，减少氧化层厚度，保证管壳、引线管与玻璃绝缘子熔封达到最佳湿润，以提高了管帽玻璃绝缘子气密性。
3.2.3.3优化玻璃粉
原工艺，管帽玻璃绝缘子使用的是DM-308玻璃粉，这种玻璃粉石蜡含量较高，这样在玻璃的成型的过程中容易产生气泡，同时，玻璃的抗机械应力能力也比较差，对管帽气密性有较大影响，因此，管帽的制作最好优化玻璃粉，降低石蜡含量，提高玻璃绝缘子的质量。
四、工艺验证
采用以上改进后的工艺进行生产，产品成品率有了很大的提高，产品由装模到涂胶烘胶后的产品参数合格率为96.60%左右，再通过激光环焊、封帽后，完成管芯的封装；封帽后，产品检漏合格率大于98.52%；电镀、打印后产品外观合格率约99.30%，综合计算，产品在封装部分的总成品率约为94.75%左右，总成品率提升了约7.63%。
五、结论
为了提高DO-13封装产品后部封装成品率，对现有工艺技术条件进行优化，产品芯片结构进行调整以及封帽环境进行严格的控制，是一项即简单又投入少的措施，能够大大提高产品的后部封装成品率。
目前，我公司生产的DO-13封装产品使用传统的涂白胶保护的管芯，芯片需要经过芯片浸铅锡、腐蚀、管芯装模烧结、涂胶后才可进行电参数测试，产品由装模到涂胶烘胶后的产品参数合格率为92.09%左右，再通过激光环焊、封帽后，完成管芯的封装；封帽后，产品检漏合格率大于95.27%；电镀、打印后产品外观合格率约99.30%，综合计算，产品在封装部分的总成品率约为87.12%左右。
二、影响产品封装成品率的因素
影响产品封装成品率主要有以下几个方面：产品参数合格率，产品检漏合格率以及产品外观合格率。
2.1 影响产品参数合格率的因素
2.1.1装模的操作
装模主要是利用石墨模具将管芯、管座、内引线、焊料等材料，组装在一起，待烧焊的过程，但是在这个过程中，操作人员需要将管芯、管座、内引线、焊料等材料一一放入模具定位孔内，操作人员在这个过程中都使用金属镊子将材料夹入定位孔内，在夹管芯的过程中，使用的力度过大会对管芯台面造成损伤，会影响器件的可靠性，严重的将直接导致产品参数失效。
2.1.2 焊料的使用
焊料是将管芯、管座、内引线焊接在一起的辅助料，焊料的使用对器件的参数、外观都有较大的影响。焊料的熔点高，会造成器件芯片杂质再分布，影响参数，焊料的熔点低，在器件后部的使用过程中，会导致焊料的熔化，影响产品的使用。因此，我们使用熔点为300℃左右的铅锡银焊料。另外，焊料的多少，对器件也有很大的影响。焊料使用的多，容易造成器件在焊接时，焊料熔融后流淌，导致焊料溢出，影响外观，有时溢出的焊料会将内引线与管座焊接在一起，直接导致器件正负极短路；焊料使用的少，会造成焊料在熔融后不能铺满焊接面，导致焊接面产生空洞，增大器件的热阻，影响使用的可靠性。
2.1.3使用的零件
使用的零件对器件的影响主要体现在：导热与热匹配的综合考虑。热匹配好的材料，其导热性能要差一些，导热性能好的材料，其热匹配性要差一些，如何综合考虑这些因素，对器件使用的可靠性有较大的影响。
2.2 影响产品检漏合格率的因素
2.2.1环焊工艺
产品环焊封帽是采用激光环焊，环焊时需要综合调整电流、频率和脉宽，电流的大小影响激光的功率，频率影响激光发射的次数，脉宽影响激光焊接宽度。三种参数需要调整合适，才能减少由于检漏不合格而淘汰的产品。
2.1.2使用的管帽
产品使用的管座为全金属，而产品的管帽由可伐材料和玻璃绝缘子烧制成，因此，如果管帽的玻璃绝缘子原本就有裂缝，或者玻璃绝缘子与可伐在烧制过程中，本身就没有烧好而存在隙缝，那么使用这些管帽封好的产品，其气密性肯定不合格。
2.3影响产品外观合格率的因素
2.3.1 镀层的质量
产品在环焊、封帽后，管体表面会由于激光和电流的作用，导致表面镀层被损伤，因此，需要对产品整体进行电镀铅锡的工作。而镀层的好坏对产品的外观有很大的影响。电镀前产品的预清洗处理、电镀镀液的质量、电镀的时间、电镀的速度、电镀的电流大小、电镀后产品的清洗，对镀层的质量都有很大的影响。
2.3.2 打印的印章
产品外观对印章的要求包括，印章正确、清晰、牢固。产品打印前，需要对管体进行清洁预处理，需要将产品表面的油脂、杂质等清洁干净，保证油墨打印时能够与清洁的表面充分接触，保证印章清晰、牢固。
2.3.3绝缘子的缺陷
产品管帽在制作中使用了玻璃绝缘子，如果使用的管帽，其绝缘子表面存在凹坑、裂痕等缺陷，会严重影响器件的外观，而这部分缺陷的产生主要在管帽的制作过程中，且基本无该情况。
2.3.4漏铜
产品表面漏铜，说明产品表面的镀层遭到了破坏。铜极易氧化，在气氛恶劣的环境下，漏铜处会发生锈蚀，时间久了会对器件的使用造成影响。漏铜产品的产生，主要是产品受到较大外力，导致表面镀层受损，这类产品禁止入库，但是这类产品很少，在正常工艺流水过程中，基本无产生。
综合以上分析，参数不合格、漏气为影响后部封装成品率的主要两个因素，我们需要主要从这两方面进行攻关。
三、改进措施
3.1 原工艺
原工艺流程：N型衬底→清洗→磷扩散（制作欧姆结）→磨片→硼扩散（制作PN结）→喷砂→硅片镀镍→超声切割→浸铅锡→管芯腐蚀→初测→装模→烧焊→管芯碱腐蚀→涂胶保护→中测→环焊→封口→点焊引线→测试筛选。
3.2 项目攻关设计的工艺
3.2.1 装模工艺
攻关后，玻璃内钝化管芯已经能够进行电参数测试，因此，在装模过程中使用的管芯全部为参数合格的管芯，这样就大大提高了參数成品率，保证了封装前产品的合格率。在使用内钝化芯片后，我们对使用的零部件也重新进行了设计。使用内钝化芯片后，由于钝化玻璃比较易碎，在装模时需要避免将引出电极与玻璃接触，用以防止器件在高低温过程中，玻璃受到应力挤压，导致玻璃碎裂，致使参数失效。
3.2.2 烧焊工艺
使用内钝化芯片后，产品装模使用的焊料为固定尺寸的铅锡银焊片，这样就保证了每只产品所使用的焊料量是一定的，不会造成焊料溢出的情况。
3.2.3 封帽工艺
对老产品检漏进行检查，发现产品漏气主要为管帽玻璃绝缘子、绝缘子与可伐部分漏气，因此需要对管帽的制作进行严格把控和技术的优化：
3.2.3.1引线管增加滚光和超洗工序
在45倍显微镜下观察管帽发现，引线管表面粘附有异物，这些异物时引线管在线切割时遗留下来的铁屑和乳化液的混合物，由于原清洗工艺不能完全清洗掉这些异物，导致在管帽熔封时，这些异物被封存在引线管与玻璃绝缘子结合部位，造成管帽漏气。为此需要增加引线管滚光和超洗工序，以保证引线管清洁无污，避免影响管帽制作。
3.2.3.2降低可伐管和引线管氧化温度
经过现有工艺规定的温度氧化后的管壳和引线管，经过专业设备分析，结果显示氧化物较厚，已超出最佳封接厚度，同时管壳和引线管的氧化物颜色也较深，外表面也较为疏松，甚至有脱落现象。为此，需要适当降低氧化温度，减少氧化层厚度，保证管壳、引线管与玻璃绝缘子熔封达到最佳湿润，以提高了管帽玻璃绝缘子气密性。
3.2.3.3优化玻璃粉
原工艺，管帽玻璃绝缘子使用的是DM-308玻璃粉，这种玻璃粉石蜡含量较高，这样在玻璃的成型的过程中容易产生气泡，同时，玻璃的抗机械应力能力也比较差，对管帽气密性有较大影响，因此，管帽的制作最好优化玻璃粉，降低石蜡含量，提高玻璃绝缘子的质量。
四、工艺验证
采用以上改进后的工艺进行生产，产品成品率有了很大的提高，产品由装模到涂胶烘胶后的产品参数合格率为96.60%左右，再通过激光环焊、封帽后，完成管芯的封装；封帽后，产品检漏合格率大于98.52%；电镀、打印后产品外观合格率约99.30%，综合计算，产品在封装部分的总成品率约为94.75%左右，总成品率提升了约7.63%。
五、结论
为了提高DO-13封装产品后部封装成品率，对现有工艺技术条件进行优化，产品芯片结构进行调整以及封帽环境进行严格的控制，是一项即简单又投入少的措施，能够大大提高产品的后部封装成品率。