Корпуса для интегральных микросхем

Корпуса отличаются по двум признакам:

• по технологии монтажа на плату;

• по конструкции и технологии изготовления корпуса.

Тип корпуса определяется технологией монтажа на плату. Различают 6 типов корпусов.

Тип 1 – прямоугольный корпус с выводами расположенными перпендикулярно основанию в пределах проекции тела корпуса на плату.

Тип 2 – прямоугольный корпус с выводами в 2 или 4 ряда, сформованными вне проекции тела корпуса на плату.

Тип 3 – круглый корпус с выводами расположенными по кругу перпендикулярно основанию в пределах проекции тела корпуса.

Тип 4 – прямоугольный корпус с планарным расположением выводов, выходящих за пределы основания. Выводы могут быть на двух или четырех сторонах корпуса.

Тип 5 – прямоугольные плоские безвыводные кристаллоносители. Контакты для пайки находятся по периметру тела корпуса.

Корпуса типа 5 могут иметь технологические выводы, такие же, как и у типа 4. Технологические выводы используются при контроле и испытаниях микросхем. Перед монтажом на плату выводы обрезаются, а электрические соединения с платой осуществляются через металлизированные контакты по периметру корпуса.

Тип 6 – прямоугольные плоские безвыводные кристаллоносители, контакты для пайки находятся на основании корпуса в пределах проекции основания на плату. В зарубежной классификации это корпуса типа BGA (Вoll Grid Array).

Конструктивно-технологических вариантов корпусов известно четыре:

Пластмассовые корпуса. Кристаллы микросхем монтируются на жесткую рамку, затем защищаются эпоксидным лаком, затем опрессовываются в пластмассу. Лишние детали рамки обрезаются перед измерением микросхем. Выводы держатся за счет связи с пластмассовым телом корпуса. Это самый дешевый вид сборки. Технология обеспечивает изготовление корпусов типов 2, 4 и 5.

Металлокерамические корпуса. В керамическом теле корпуса спрессованы изолирующие и проводящие слои. В состав композиции входят окись алюминия, окись кремния, металлические порошки. После обжига тело корпуса твердеет. На проводящие слои гальванически осаждается металл (никель или золото). Металлическая рамка приваривается к покрытым металлом проводящим слоям керамики. Кристалл монтируется в полости корпуса и герметизируется металлической крышкой. Металлокерамические корпуса обеспечивают наилучшую герметичность и надежность микросхем. Широко используются в аппаратуре специального назначения. Технология используется для корпусов 2, 4, 5, 6 типов.

Металлостеклянные корпуса. Металлическое основание корпуса и металлическую крышку получают штамповкой из тонких листов. В основании делаются отверстия, в которые вставляются металлические выводы корпуса и привариваются к основанию легкоплавким стеклом. Стекло выполняет функции изоляции, герметизации и крепления выводов корпуса. Кристалл монтируется в полости корпуса и герметизируется металлической крышкой. Герметизация крышки выполняется электросваркой или пайкой с оловянно-свинцовым припоем. Металлические корпуса обеспечивают наилучший теплоотвод, т.к. корпус практически весь металлический. Дорогая технология. Используется для корпусов 1, 3, 4 типов.

Стеклокерамические корпуса. Заготовками для корпуса являются две керамических чашки и металлическая рамка. Рамка приваривается стеклом к основанию корпуса. Кристалл монтируется на основании и соединяется с рамкой. Герметизация микросхемы производится привариванием керамической крышки на стекло. Самый дешевый метод герметичной сборки микросхем. Однако этот метод имеет два существенных недостатка. Температура сварки стеклом 400 – 450 ^оС. Кристаллы микросхем не всегда выдерживают такую температуру и деградируют. Сварочное стекло выделяет при высокой температуре пары окислов металлов, активно разрушающие проводники в микросхемах. Есть модификации корпусов с отверстием в верхней половине корпуса. В этом случае кристалл монтируется в это отверстие после сварки стеклом и герметизируется металлической крышкой. Корпус от этого становится дороже и теряет преимущество в цене перед металлокерамической конструкцией. Отмеченные недостатки очень ограничивают распространение стеклокерамических корпусов. Технология используется для 2 и 4 типов.

В зарубежной классификации корпусов используются обозначения латинскими буквами, которые являются аббревиатурами англоязычных названий корпусов. Например, QFP (Quadrate Flat Package). Широко распространены корпуса следующих типов:

• DIP, PDIP, SOIC (соответствуют типу 2);

• QFP, LQFP, TQFP (соответствуют типу 4);

• PLCC, QFN (соответствуют типу 5);

• BGА (соответствует типу 6).

Номенклатура корпусов и соответствующих им обозначений постоянно расширяется, и для расшифровки маркировки требуются специальные справочники или техническая информация от производителя.