Основные группы корпусов

Приведем существующую классификацию корпусов.

1. Простые корпуса для пассивных компонентов:

• безвыводные корпуса прямоугольной формы, например резисторов и конденсаторов;

• корпуса типа MELF (Metal Electrode Face Bonded — с вмонтированными электродами в виде металлизированных торцов.

2. Сложные корпуса для многовыводных полупроводниковых приборов:

• малогабаритный транзисторный корпус (Small Outline Transistor— SOT);

• малогабаритный корпус (Small Outline—SO) для интегральных схем;

• увеличенный малогабаритный корпус (Small Outline Large — SOL) для интегральных схем;

• пластмассовые кристаллоносители с выводами (Plastic Leaded Chip Carrier — PLCC);

• безвыводные керамические кристаллоносители (Leadless Ceramic Chip Carrier — LCCC);

• керамические кристаллоносители с выводами (Leaded Ceramic Chip Carrier — LDCC).

3. Различные нестандартные корпуса для компонентов неправильной формы, например индуктивностей и переключателей.

Существуют также другие типы конструкций корпусов, например корпус для интегральных схем с четырехсторонней разводкой выводов. Название корпус с четырехсторонней разводкой выводов является по существу общим термином, охватывающим любой корпус, в том числе с нестандартной величиной шага выводов, расположенных по всем четырем его сторонам.

Простые корпуса

Безвыводной корпус прямоугольной формы. Безвыводные корпуса прямоугольной формы, или чипы, являются наиболее распространенным типом корпусов для поверхностного монтажа пассивных компонентов, например резисторов и конденсаторов. Они различаются стоимостью, габаритными размерами, рабочим напряжением (или рассеиваемой мощностью) к материалом диэлектрика (у чип-конденсаторов). Для указания геометрических размеров таких корпусов используется краткая форма обозначения, например 1206 означает, что компонент имеет длину 0,12 дюйма (3,048 мм) и ширину 0,06 дюйма (1,524 мм). Эти величины могут изменяться от изготовителя к изготовителю и должны контролироваться в случае использования однотипных компонентов разных изготовителей.

При монтаже прямоугольных чипов особое внимание следует уделять решению проблем их пайки на коммутационные платы. Очень важно выбрать правильную топологию контактных пло-щадок, которая зависит от метода пайки, т. е. применяется ли пайка волной либо пайка расплавлением дозированного припоя. Необходимо также учитывать в разработках материал выводных контактных площадок чипов, что нередко бывает связано с решением серьезных проблем, например для предотвращения выщелачивания серебра контактных площадок чипа в процессе пайки рекомендуется предварительно их покрывать никелем, выполняющим роль защитного барьера при пайке. Слои материалов на контактных площадках чипов в этом случае должны располагаться (начиная изнутри) в последовательности: серебро, никель, припой (например, олово—свинец 60/40; 63/37 или олово—палладий—серебро 62/36/2); следует отдавать предпочтение луженым контактам перед нелужеными.

Резисторы. Типоразмер 1206 является практически промышленным стандартом; применяются также корпуса больших и меньших размеров; в Японии в настоящее время в некоторых применениях используются корпуса типоразмеров 0805 и 1608. Вот типичные характеристики компонентов в этих корпусах:

• Номинальная рассеиваемая мощность от 0,125 до 0,25 Вт (в специальной аппаратуре) при 70°С (при 0°С данных нет).

• Номинальное напряжение 200 В (пост. ток).

• Допуск на номинал резистора, и температурный коэффициент сопротивления: 1% при 100х10^-6 град^-1 и 5% при 200х10^-6 град^-1.

• Стандартный диапазон сопротивлений от 10 Ом до 2,2 МОм.

Большая часть чип-резисторов изготовляется методами толстопленочной технологии, которая включает отжиг смесей оксидов металлов и керамики (или стекла), нанесенных на керамические подложки с применением, например, шелкографии. Аналогично изготавливаются контактные площадки резисторов. Тело резисторов нередко покрывается пассивирующим слоем стекла. После лазерной подгонки (для получения требуемой величины сопротивления) и покрытия эпоксидным составом подложки разрезаются на отдельные чип-резисторы. Некоторые компании производят для специальных применений чип-резисторы на основе тонких пленок никеля и хрома.

Рис. а — конструкция и габаритные размеры прямоугольных чипов; б — знакоместо резисторов и многослойных керамических конденсаторов для поверхностного монтажа в случае пайки методами расплавления дозированного припоя; в — знакоместо резисторов и многослойных керамических конденсаторов для поверхностного монтажа в случае пайки волной припоя.

Конденсаторы. Керамические многослойные конденсаторы (рис. 2.3) также производятся в корпусах типоразмера 1206, особенно для номиналов среднего диапазона емкости. Многие разработчики предпочитают типоразмеры 1206 и 1210. Получают также распространение конденсаторы типоразмеров 0805 и 1812.

Поскольку керамические материалы применяются уже давно, особенно для изготовления гибридных интегральных схем, соот­ветствующие технологические процессы хорошо отработаны. Они обеспечивают большой выигрыш в габаритах вследствие исполь­зования многослойной структуры, а изменением коммутации отдельных выводов конденсаторов можно получить в одной мик­росборке несколько параллельно соединенных между собой кон­денсаторов. Пользователи, однако, отмечают, что эти компонен­ты восприимчивы к тепловому удару; хорошим средством для повышения стойкости к термоудару является предварительный прогрев конденсатора перед его погружением в ванну с припоем со скоростью примерно 2°С в секунду. В идеальном случае пред­варительный прогрев должен повысить температуру тела конден­сатора до уровня, отличающегося от температуры припоя в ван­не не более чем на 100 °С.

Монолитная конструкция конденсатора обычно полностью по­крывается герметиком, а внутренняя структура представляет со­бой пакет чередующихся слоев материалов обкладок конденсатора (электродов) и диэлектрика. Слоистая структура увеличивает удельную объемную емкость чипа, но не оказывает значительного влияния на толщину компонента. Диэлектрические материалы, применяемые в конденсаторах в соответствии со стандартами на компоненты (например, стандарт EIA RS-198), подразделяются на два класса:

• Класс 1 (например, материал COG) обладает низкой диэлектрической проницаемостью, но хорошей температурной стабильностью. Типичные значения емкости компонентов, сделанных из этого материала, составляют 10 000 пФ (при рабочем напряжении 50 В) и 4700 пФ (при рабочем напряжении 100 В).

• Класс 2 (например, материал X7R) имеет более высокую диэлектрическую проницаемость, но меньшую температурную стабильность, чем предыдущий. Значения емкости достигают 0,47 мкФ, а с менее стабильным диэлектрическим материалом (например, 75U) можно получить и более высокие значения.

Существуют также оксидные электролитические конденсаторы для поверхностного монтажа (по крайней мере в некоторых конструктивных исполнениях) для внутрисхемных применений (например, в цепях развязки, блокировки в низковольтных цепях я др.) Типичные значения номинальной емкости этих чип-конденсаторов достигают нескольких микрофарад при рабочем напряжении порядка 50 В.