2.3 Материалы и способы герметизации мэу

Все многообразие герметизирующих материалов можно разделить на две большие группы:

·неорганические (металлы, стекла, керамика);

·органические (пластмассы, компаунды, лаки, эмали).

Неорганические материалыхарактеризуются высокой нагревостойкостью, жёсткостью, твердостью, низкой эластичностью и практически полным отсутствием газо- и влагопроницаемости. Эти материалы используются для герметизации МЭУ специального назначения с образованием вакуум-плотных гермовводов и швов. Процесс сборки и герметизации изделий в корпуса из неорганических материалов обычно является достаточно трудоёмким и трудно поддающимся автоматизации. Исключение составляют керамические корпуса, конкурирующие по стоимости с пластмассовыми корпусами.

В отличие от неорганических, органические полимерныематериалыявляются в той или иной мере влагопроницаемыми и значительно менее нагревостойкими. Поэтому герметизирующие конструкции на их основе используются преимущественно при изготовлении изделий бытового и общепромышленного назначения. К особенностям герметизации МЭУ полимерами относится малая трудоёмкость, групповой характер технологии и возможность механизации и автоматизации процессов.

Способы герметизации по конструктивному признаку обычно классифицируются на бескорпуснуюикорпуснуюгерметизацию, а по взаимному отношению герметизируемого изделия и герметизирующего материала — наполыеимонолитныегерметизированные конструкции.

Бескорпусная герметизацияхарактеризуется отсутствием строгой геометрической формы и регламентацией лишь габаритных размеров герметизированных изделий. Требования к бескорпусной герметизации и её конструктивно-технологическое исполнение определяются назначением изделия. Если микросхема входит в состав блока, который после сборки должен герметизироваться, то бескорпусная герметизация играет роль промежуточной технологической защиты от воздействий внешней среды в период прохождения этапов технологического цикла, предшествующих сборке в блок. Если же герметизируемая ИМС является самостоятельной частью аппаратуры, то бескорпусная герметизация должна отвечать всему комплексу климатических и механических воздействий, предусмотренных ТУ.

Основное назначение корпусной герметизации— защита изделий от непосредственного воздействия внешней среды, чтобы сохранить их работоспособность, а также для монтажа герметизированных ИМС в аппаратуру с помощью выводов (штыревой или поверхностный монтаж). Корпусные изделия всегда имеют строгую регламентацию по форме, габаритам, расположению и шагу выводов и т.д.

Полые герметизированные конструкцииимеют свободную внутреннюю газовую полость и рабочая поверхность изделий не контактирует непосредственно с герметизирующим материалом. К таким конструкциям относятся следующие типы корпусов:

·металлостеклянные;

·металлокерамические;

·керамические;

·полимерсодержащие;

·полые пластмассовые и др.

Достоинством герметизации в полые корпуса является отсутствие механических воздействий материала на изделия.

В монолитных герметизированных конструкцияхотсутствуют внутренние газовые полости и герметик контактирует с рабочей поверхностью ИМС. К монолитным конструкциям относятся:

·бескорпусные изделия;

·монолитные пластмассовые корпуса.

При герметизации в монолитные конструкции протекающие в герметизирующих материалах реакции отверждения и образования адгезионных связей, а также появление связанных с ними усадок и внутренних механических напряжений могут оказывать влияние на параметры изделия. Вместе с тем загерметизированные таким способом изделия приобретают высокую жёсткость и устойчивость к внешним механическим воздействиям.

Полые герметизирующие конструкции, в отличие от монолитных, могут выполняться разъёмными, что позволяет многократно использовать корпус (например, после ремонта корпусированного изделия). Если конструкция не содержит полимерных материалов, которые, как упоминалось выше, принципиально являются газо- и влагопроницаемыми, то возможно выполнение вакуум-плотной герметизации. При этом дополнительное повышение надёжности изделия обеспечивается путём создания вакуума или заполнением корпуса специальными веществами:

·инертные газы;

·кремнийорганическая жидкость;

·другие жидкости или вазелины.

Классификация рассмотренных способов приведена на рис. 2.1.