GP200/GP370玻璃粉鈍化晶閘管電壓特性的對比

耿開遠

（濟寧東方芯電子科技有限公司 山東省濟寧市 272000）

在晶閘管的制造中，為獲得穩定可靠的電特性，必須采取特殊的方法來保護其PN 結。其中玻璃粉燒結成高純玻璃覆蓋于PN結表面是目前行業內最主要的保護手段之一，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，市場占比80%以上。根據之前的國外經驗，行業內基本默認為二極管類產品使用GP200 系列，三極管類產品使用GP370 系列，而國內并未對兩種玻璃粉的效果做過詳細的對比和分析。本文就針對晶閘管產品（屬三極管類），對比分析GP200玻璃粉和GP370 玻璃粉在同款產品中電特性的區別，以便給同業人員提供參考經驗。

1 基本技術參數

根據廠家提供的技術資料中，GP200/GP370 同屬于Pb 系中壓玻璃粉，熱膨脹系數分別為44 和41.5，差異不大，在生產使用中未體現出明顯的區別，抗蝕性方面二者均屬于鉛系玻璃粉，化學性能相當，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表并不能看出二者的區別和優劣。

2 實際試驗性能對比

我們以試驗的形式，取標準晶閘管產品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HTRB、高溫150℃時HTRB 等六項核心電參數進行對比分析（備注：以下數據均采用22 顆芯片平均數據）。

2.1 常規耐壓對比

從表1 數據可以看出，此兩款玻璃粉在電壓上無明顯區別，真正影響耐壓水平的是產品本身的內部結構，玻璃粉的影響基本可以忽略。

2.2 常溫漏電流

從表2 數據可以看出，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，會導致在產品不工作時，無效功耗大大增加，對產品節能方面非常不利。

2.3 高溫125℃漏電流

從表3 數據可以看出，GP200 玻璃粉在125℃時漏電流明顯優于GP370，僅為其60%，此處反映出GP200 在高溫性能方面與GP370 比有明顯優勢。

表1

表2

表3

表4

表5

表6

表7

2.4 高溫150℃漏電流

晶閘管的結溫常規為125℃，此處考核的是其中特規高結溫產品（150℃）的要求，從表4 數據可以看出，與125℃的表現類似，GP200 玻璃粉在150℃時漏電流仍明顯優于GP370，約為其80%，此處反映出GP200 在高結溫方面的能力較GP370 仍有明顯優勢。

2.5 125℃時HTRB

從表5 可以看出，此處考核的是產品穩定性，經過125℃*24H-HTRB，兩種玻璃粉產品前后數據差異性不大，耐高溫性能良好。

2.6 150℃時HTRB

從表6 可以看出，此處同樣考核的是產品穩定性，經過150℃*24H-HTRB，兩種玻璃粉產品前后數據差異性不大，耐高溫性能良好。

2.7 綜合對比以上數據，我們匯總在表7內

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勢，而GP370 在常溫漏電方面表現更好。以上數據也讓我們很好的解釋了行業內為什么二極管采用GP200，三極管采用GP370 的問題：因為二極管最基本的結溫要求就是150℃，對溫度特性要求高，所以優選GP200，而三極管的基本結溫僅要求125℃，其大部分時間工作在80℃以下，此時GP370玻璃粉的優勢更大。此數據也可供我們做產品工藝設計時作為參考，在常溫（小于80℃）電特性要求高時，選用GP370，在高溫電特性（大于125℃）要求高時，選用GP200，而并非默守陳規。只有了解透每種產品的特性，針對性的設計工藝，才能將產品做的更好、更穩定。