eng
Выпуск #6/2010
А.Максимов.
Корпуса для полупроводниковых приборов. металлостеклянные и металлокерамические
Корпуса для полупроводниковых приборов. металлостеклянные и металлокерамические
Просмотры: 5264
Корпуса интегральных схем и полупроводниковых приборов защищают их элементы и компоненты от влияния внешней среды, обеспечивают необходимые электрические связи между кристаллом и выводами, служат теплоотводом. Именно корпус в значительной степени определяет надежность микросхемы и степень интеграции монтируемой в корпус схемы, которая во многом зависит от числа ее выводов. Наряду с общепринятой отечественной классификацией корпусов, регламентируемой ГОСТом 17467 «Микросхемы интегральные. Основные размеры», корпуса можно подразделить по материалу, из которого они изготовлены. Это — металлостеклянные корпуса, в основе конструкции которых лежит металлическое основание с изоляцией выводов стеклом, и металлокерамические корпуса с керамическим основанием, в котором электрические связи внутри корпуса обеспечивают проводники из воженной металлической пасты. Последний класс корпусов позволяет отводить большую мощность.
Металлостеклянные корпуса
Стекла — неорганические аморфные вещества — представляют собой сложные системы различных окислов. Кроме стеклообразующих окислов, каждый из которых способен сам по себе в чистом виде образовывать стекло (SiO2, B2O3), в состав стекол входят и другие окислы: щелочные (Na2O, K2O), щелочноземельные (CaO, BaO), а также окислы металлов (PbO, Al2O3) и др. Основу большинства стекол составляет SiO2. Такие стекла называются силикатными и широко используются в металлостеклянных корпусах в качестве изоляторов (табл.1, 2). Следует учитывать, что помимо высоких диэлектрических характеристик стекла, применяемые в качестве изолятора в металлостеклянных корпусах, должны иметь согласованный с материалом, из которого изготовлены выводы и фланец, температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) (табл.3). В противном случае при изменении температуры в стекле могут появиться трещины, что приведет к нарушению герметичности в месте ввода выводов в основание корпуса. По значению коэффициента линейного расширения и, следовательно, по возможности спаивания с соответствующими металлами электровакуумные стекла разделяют на следующие основные группы: кварцевая (ТКЛР = 6–10⋅10‑7 град-1), вольфрамовая (37–40⋅10‑7 град-1), молибденовая (47–50⋅10‑7 град-1), титановая (72–75⋅10‑7 град-1), платинитовая (84–92⋅10‑7 град-1) и железная (110–120⋅10‑7 град-1). Учитывая то, что в качестве материала выводов и фланцев металлостеклянных корпусов обычно используют ковар, ТКЛР которого составляет 45–52⋅10‑7 град-1, наиболее подходящая для металлостеклянных корпусов группа стекол — молибденовая.
Металлокерамические корпуса ЗАО «ТЕСТПРИБОР»
С 2010 года компания ЗАО «ТЕСТПРИБОР» проводит разработку и осваивает корпуса для приборов специального назначения. Компанией уже созданы и серийно освоены в производстве 23 типа металлокерамических корпусов для микросхем и 14 металлокерамических и металлостеклянных корпусов для полупроводниковых приборов как для поверхностного монтажа (SMD), так и штыревого типа. Наибольший интерес представляют серия металлокерамических корпусов SMD (рис.1) и серия металлостеклянных корпусов ТО (рис.2).
Для полупроводниковых приборов разработаны и освоены в серийном производстве серии металлокерамических корпусов SMD-3, SMD-2, SMD-1, SMD-0,5, SMD-0,2. Корпуса изготавливаются по технологии высокотемпературных керамических модулей с использованием алюмооксидной (высокоглиноземистой корундовой) керамики с содержанием оксида алюминия 90–92 %. При изготовлении теплоотвода и токопроводящих частей корпуса используется сплав меди и вольфрама, все металлические и металлизированные части основания имеют финишное золотое покрытие. Благодаря этому выполняются повышенные требования по герметичности и температурным характеристикам корпусов (табл.4).
Разработаны и в сентябре 2010 года начаты опытные поставки корпусов серии ТО: ТО-254, ТО-257, ТО-258, ТО-259, НТО-259А, ТО-267. Корпуса этой серии металлические с изолированными стеклом или керамикой выводами. Предназначены для монтажа в отверстия печатной платы. Для увеличения отвода выделяемого прибором тепла в конструкциия корпуса предусмотрена возможность его крепления к радиатору. Материалом для теплоотводов служит сплав меди и вольфрама, что обеспечивает лучшую по сравнению с аналогами герметичность и более высокие температуры эксплуатации (табл.5).
Сейчас компания ЗАО «ТЕСТПРИБОР» может разработать и изготовить корпуса практически любого уровня сложности по качеству, соответствующему мировым стандартам. При этом большое внимание уделяется обеспечению полного соответствия создаваемых корпусов требованиям разработчиков ИМС в части конструкции, эксплуатационных характеристик и сроков изготовления.
Стекла — неорганические аморфные вещества — представляют собой сложные системы различных окислов. Кроме стеклообразующих окислов, каждый из которых способен сам по себе в чистом виде образовывать стекло (SiO2, B2O3), в состав стекол входят и другие окислы: щелочные (Na2O, K2O), щелочноземельные (CaO, BaO), а также окислы металлов (PbO, Al2O3) и др. Основу большинства стекол составляет SiO2. Такие стекла называются силикатными и широко используются в металлостеклянных корпусах в качестве изоляторов (табл.1, 2). Следует учитывать, что помимо высоких диэлектрических характеристик стекла, применяемые в качестве изолятора в металлостеклянных корпусах, должны иметь согласованный с материалом, из которого изготовлены выводы и фланец, температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) (табл.3). В противном случае при изменении температуры в стекле могут появиться трещины, что приведет к нарушению герметичности в месте ввода выводов в основание корпуса. По значению коэффициента линейного расширения и, следовательно, по возможности спаивания с соответствующими металлами электровакуумные стекла разделяют на следующие основные группы: кварцевая (ТКЛР = 6–10⋅10‑7 град-1), вольфрамовая (37–40⋅10‑7 град-1), молибденовая (47–50⋅10‑7 град-1), титановая (72–75⋅10‑7 град-1), платинитовая (84–92⋅10‑7 град-1) и железная (110–120⋅10‑7 град-1). Учитывая то, что в качестве материала выводов и фланцев металлостеклянных корпусов обычно используют ковар, ТКЛР которого составляет 45–52⋅10‑7 град-1, наиболее подходящая для металлостеклянных корпусов группа стекол — молибденовая.
Металлокерамические корпуса ЗАО «ТЕСТПРИБОР»
С 2010 года компания ЗАО «ТЕСТПРИБОР» проводит разработку и осваивает корпуса для приборов специального назначения. Компанией уже созданы и серийно освоены в производстве 23 типа металлокерамических корпусов для микросхем и 14 металлокерамических и металлостеклянных корпусов для полупроводниковых приборов как для поверхностного монтажа (SMD), так и штыревого типа. Наибольший интерес представляют серия металлокерамических корпусов SMD (рис.1) и серия металлостеклянных корпусов ТО (рис.2).
Для полупроводниковых приборов разработаны и освоены в серийном производстве серии металлокерамических корпусов SMD-3, SMD-2, SMD-1, SMD-0,5, SMD-0,2. Корпуса изготавливаются по технологии высокотемпературных керамических модулей с использованием алюмооксидной (высокоглиноземистой корундовой) керамики с содержанием оксида алюминия 90–92 %. При изготовлении теплоотвода и токопроводящих частей корпуса используется сплав меди и вольфрама, все металлические и металлизированные части основания имеют финишное золотое покрытие. Благодаря этому выполняются повышенные требования по герметичности и температурным характеристикам корпусов (табл.4).
Разработаны и в сентябре 2010 года начаты опытные поставки корпусов серии ТО: ТО-254, ТО-257, ТО-258, ТО-259, НТО-259А, ТО-267. Корпуса этой серии металлические с изолированными стеклом или керамикой выводами. Предназначены для монтажа в отверстия печатной платы. Для увеличения отвода выделяемого прибором тепла в конструкциия корпуса предусмотрена возможность его крепления к радиатору. Материалом для теплоотводов служит сплав меди и вольфрама, что обеспечивает лучшую по сравнению с аналогами герметичность и более высокие температуры эксплуатации (табл.5).
Сейчас компания ЗАО «ТЕСТПРИБОР» может разработать и изготовить корпуса практически любого уровня сложности по качеству, соответствующему мировым стандартам. При этом большое внимание уделяется обеспечению полного соответствия создаваемых корпусов требованиям разработчиков ИМС в части конструкции, эксплуатационных характеристик и сроков изготовления.
Отзывы читателей
