Металлокерамические корпуса и материалы АО «ТЕСТПРИБОР» для изделий микроэлектроники
А. Максимов, Н. Василенков
Среди ключевых направлений деятельности АО «ТЕСТПРИБОР» (www.test-expert.ru) – разработка и производство металлокерамических корпусов, материалов и изделий для электронной промышленности. За последние несколько лет компания выполнила более 30 НИР и ОКР в области разработки металлокерамических корпусов для интегральных микросхем как гражданского, так и специального назначения. Номенклатура корпусов АО «ТЕСТПРИБОР» насчитывает более 70 наименований. Гибкость производства позволяет обеспечить как серийное, так и мелкосерийное и единичное производство. Рассмотрим основную номенклатуру корпусной продукции АО «ТЕСТПРИБОР» для интегральных микросхем, их конструктивное исполнение, технические характеристики, а также основные типы материалов и изделий для электронной промышленности, освоенные компанией в последнее время.
Металлизированные керамические платы
Металлизированные керамические платы предназначены для электрической изоляции конструкций, узлов и элементов различных электронных устройств, в качестве основных материалов (Таблица 1) применяются алюмооксидная керамика (Al2O3 92%, 96% или 99,6%) и алюмонитридная керамика (AlN). Керамические подложки могут иметь как одно или двухстороннюю сплошную металлизацию, так и топологический рисунок, сформированный в соответствии с техническими требованиями Заказчика. Для металлизации керамических плат в АО «ТЕСТПРИБОР» наиболее часто применяются 2 технологии:
- Металлизация на основе толстопленочной технологии THICK-FILM (Рис. 1, б): представляет собой способ, при котором покрытие или проводящий топологический рисунок формируется трафаретным нанесением пасты с последующим вжиганием в защитной среде.
- Металлизация на основе технологии STC (Рис. 1, в): технология STC используется АО «ТЕСТПРИБОР» для изготовления керамических плат на основе алюмооксидной керамики (Al2O3 96%) и алюмонитридной керамики (AlN) с металлизацией медью толщиной до 400 мкм с возможностью последующего формирования заданного топологического рисунка фотолитографическими методами
Рис. 1. Металлизированная керамическая плата: а) нанесение металлизации методом трафаретной печати б) топологический рисунок сформирован по толстопленочной технологии, в) металлизация медью толщиной 350 мкм по технологии STC
Таблица 1 - Основные характеристики материалов керамических подложек металлизированных плат.
Характеристика |
Ед. измерения |
Значение |
|||
Al 2 O392% |
Al 2 O396% |
Al 2 O399,6% |
AlN 98% |
||
Цвет |
- |
Черный |
Белый |
Белый |
Серый |
Плотность |
г/см 3 |
- |
3,72 |
3,89 |
3,30 |
Влагопоглощение |
% |
0 |
0 |
0 |
0 |
Теплопроводность |
Вт/(м·К) |
14 |
28 |
29 |
180-220 |
КТЛР (20-1000°С) |
10 -6 /°К |
7,1 |
6,8-8,0 |
7,2-8,2 |
6,2 |
Диэлектрическая проницаемость (1 МГц) |
- |
9,8 |
9,0 |
9,75 |
|
Тангенс угла диэлектрических потерь (1 Мгц) |
- |
0,0024 |
0,0002 |
0,0001 |
0,0003 |
Напряжение пробоя |
кВ/мм |
15,0 |
25 |
15,0 |
|
Предел прочности при изгибе |
МПа |
400 |
300 |
400 |
260 |
Модуль упругости |
ГПа |
310 |
330 |
390 |
320 |
Прочность на сжатие |
МПа |
- |
2100 |
- |
- |
Твердость |
кг/мм 2 |
- |
14÷15 |
- |
1110 |
Удельное объемное электрическое сопротивление (20 °С) |
Ом·см |
- |
10 13 |
- |
10 15 |
Изделия из технической керамики на основе оксида алюминия
В соответствии с техническими требованиями заказчика АО «ТЕСТПРИБОР» выпускает керамические изоляторы с металлизацией, а также сложнопрофилированной формы (рис. 2, 3). Металлизированные боковые, торцевые и внутренние поверхности изоляторов обеспечивают вакуумплотные спаи с металлическими деталями твердыми припоями (Ag72Cu28) при температуре 800–850 °С.
Возможные варианты исполнения керамические изоляторов:
- Покрытие металлизированных поверхностей:
- Н2 (никель 2–7 мкм);
- Н2 Зл.0,5 (никель 2–7 мкм, золото 0,5 мкм (макс.)). - Материал металлизированной поверхности: молибден-марганец (20–40 мкм).
- Значения шероховатостей поверхности:
- без дополнительной обработки Rа 2–5 мкм;
- после обработки Rа < 1 мкм.
|
|
Рис. 2 Керамический изолятор. |
Рис. 3 Втулка керамическая. |
Изделия микроэлектроники со стеклянными изоляторами
Компания «ТЕСТПРИБОР» запустила собственную производственно-технологическую линию по выпуску изделий для электронной промышленности со стеклянными изоляторами. В настоящее время обеспечивается производство:
- металлостеклянных корпусов для интегральных микросхем, полупроводниковых приборов, резонаторов, датчиков и т. д. (рис. 4 и 5);
- проходных изоляторов;
- герметизированных вводов для блоков радиоэлектронной аппаратуры, двигателей и т. д.
|
|
Рис. 4 Нанесение гальванического покрытия на металлостеклянные корпуса типа ТО |
Рис. 5 Корпус металлостеклянный типа ТО-5 |
Для групповой пайки и вжигания стеклянных изоляторов АО «ТЕСТПРИБОР» применяет нестандартную технологическую графитовую оснастку (рис. 6 и 7), для изготовления которой используется графит марок ТР-10 и ТР-808 (Таблица 2). Изначально созданные для применения в области космического приборостроения эти марки графита отличаются рядом преимуществ благодаря следующим особенностям Табл. 2):
- рабочая температура до 2 000 °С;
- высокая устойчивость к знакопеременным нагрузкам;
- не менее 500 рабочих циклов нагрева и охлаждения;
- полное отсутствие газовыделения;
- небольшой коэффициент теплового линейного расширения.
|
|
Рис. 6 Сборка изделий в графитовую оснастку |
Рис. 7 Графитовая технологическая оснастка для групповой пайки и вжигания стеклянных изоляторов |
Таблица 2 - Основные технические характеристики графита марок ТР-10 и ТР-808
Наименование характеристики и параметра |
Единица измерения |
Норма для марки графита |
|
ТР-10 |
ТР-808 |
||
Плотность |
г/см 3 |
1,75 |
1,77 |
Предел прочности при изгибе |
МПа |
58,8 |
50,0 |
Предел прочности при сжатии |
МПа |
98,0 |
120,0 |
Удельное электрическое сопротивление |
мкОм*см |
1400 |
1400 |
Теплопроводность |
Вт/мК |
104,4 |
80,0 |
ТКЛР |
×10 -6 /о С |
3,8 |
3,9 |
Модуль упругости |
ГПа |
10,8 |
10,5 |
Твердость |
- |
50,0 |
70,0 |
Зольность |
% |
0,01 |
0,02 |
Коэффициент пористости |
% |
15,0 |
13,0 |
Корпуса для интегральных микросхем (ИМС)
АО «ТЕСТПРИБОР» выпускает более 70 наименований корпусов следующих типов:
- 2-й тип по ГОСТ Р 54844;
- 4-й тип по ГОСТ Р 54844;
- 5-й тип по ГОСТ Р 54844;
- 6-й тип по ГОСТ Р 54844;
- 8-й тип по ГОСТ Р 54844;
- КТ по ГОСТ 18472.
Кроме того, в настоящее время компания выполняет опытно-конструкторские работы, в рамках которых разрабатываются 22 типа металлокерамических корпусов категории качества «ВП».
Корпуса 2 типа по ГОСТ Р 54844
Представлены корпусами, которые по своей сути являются уникальными. Корпуса МК 2103.8-А (Рис. 8) и МК 2134.16-А изготовлены по базовой технологии производства многослойных высокотемпературных отожженных керамических модулей, но за счет усовершенствования применяемых материалов обладают немагнитными свойствами и предназначены для производства микросистем анализа слабых магнитных полей, а Основание ФПЗС (Рис. 9) делает уникальным глубина монтажного колодца, которая равна 10,5 мм. Общие технические характеристики корпусов 2 типа представлены в Таблице 3.
Наименование параметра |
МК 2103.8-А |
МК 2134.16-А |
Основание ФПЗС |
Количество выводов |
8 |
16 |
24 |
Шаг выводов, мм |
2,54 |
2,54 |
2,50 |
Размер монтажной площадки, не менее, мм |
17,56×4,10 |
7,55х4,65 и 9,15х4,65 |
22,9×14,9 |
Габаритные размеры тела корпуса, не более, мм |
20,57×7,57×3,30 |
20,52х12,60х3,25 |
31,0×25,0×16,0 |
Глубина монтажного колодца, мм |
0,65±0,10 |
0,65±0,15 |
10,5 -0,2 |
Корпуса 4 типа по ГОСТ Р 54844
В отдельную группу выделены корпуса для интегральных микросхем 4-го типа с количеством выводов 44, 68, 100, 144, 176, 208, 240, 256, 304, 352 и шагом выводов 0,5 мм (табл. 4). Эти изделия разрабатывались в несколько этапов.
На первом этапе были разработаны корпуса с количеством выводов 68 (МК 4239.68-1), 100 (МК 4247.100-1), 144 (МК 4248.144-1), 176 (МК 4249.176-1), 208 (МК 4250.208-1).
В целях расширения конструктивных и функциональных возможностей при производстве интегральных микросхем на втором этапе данный ряд изделий был дополнен планарными корпусами с количеством выводов 44 (МК 4217.44-1), 240 (МК 4245.240-7), 256 (МК 4244.256-4), 304 (МК 4251.304-2) и с максимальным для данного типа количеством выводов – 352 (МК 4254.352-2), конструктивное исполнение которых предполагает монтаж внешних выводов со стороны установочной плоскости корпуса, что позволяет:
- повысить качество формовки выводов корпусов и уменьшить количество бракованных микросхем на финишных операциях изготовления, таких как обрубка технологической части выводной рамки и формовка выводов микросхем;
- уменьшить длину выводов микросхем;
- повысить уровень технологичности и уменьшить трудоемкость при монтаже микросхем на печатные платы.
Все эти преимущества проверены на практике применения корпусов с нижним расположением выводов, что подтверждается положительными отзывами предприятий – производителей изделий микроэлектроники. В связи с этим выполнен комплекс работ по созданию конструктивно функциональных аналогов корпусов МК 4239.68-1, МК 4247.100-1, МК 4248.144-1, МК 4249.176-1 и МК 4250.208-1 с нижним расположением выводов (рис. 9, 10).
К 4-му типу корпусов относятся также планарные металлокерамические корпуса с количеством выводов 64 (два варианта исполнения), 72, 108 (три варианта исполнения), 112, 240 (три варианта исполнения) и 256 (табл. 5).
![]() |
![]() |
Рис.10 Корпус МК 4239.68-1 с верхним расположением выводов: вид сверху (а) и вид снизу (б) |
Рис.11 Корпус МК 4239.68-2 с нижним расположением выводов: вид сверху (а) и вид снизу (б) |
Таблица 4 – Основные технические характеристики конструктивно-унифицированного ряда металлокерамических корпусов с количеством выводов 44, 68, 100, 144, 176, 208, 240, 256, 304 и шагом выводов 0,5 мм.
Наименование параметра |
МК 4217.44-1 |
МК 4239.68-1 |
МК 4239.68-2 |
Количество выводов |
44 |
68 |
68 |
Количество контактных площадок |
48 |
68 |
72 |
Шаг выводов, мм |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
Размер монтажной площадки, не менее, мм |
5,4×5,4 |
7,5×7,5 |
7,5×7,5 |
Габаритные размеры тела корпуса, не более, мм |
10,2×10,2×3,03 |
15,15×15,15×2,87 |
14,15×14,15×2,87 |
Глубина монтажного колодца, мм |
0,50±0,05 |
0,50±0,05 |
0,50±0,05 |
Расположение выводов |
Нижнее |
Верхнее |
Нижнее |
Наименование параметра |
МК 4247.100-1 |
МК 4247.100-3 |
МК 4248.144-1 |
Количество выводов |
100 |
100 |
144 |
Количество контактных площадок |
100 |
104 |
146 |
Шаг выводов, мм |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
Размер монтажной площадки, не менее, мм |
9,0×9,0 |
9,0×9,0 |
12,5×12,5 |
Габаритные размеры тела корпуса, не более, мм |
18,18×18,18×2,87 |
18,18×18,18×2,87 |
22,20×22,20×2,87 |
Глубина монтажного колодца, мм |
0,50±0,05 |
0,50±0,05 |
0,50±0,05 |
Расположение выводов |
Верхнее |
Нижнее |
Верхнее |
Наименование параметра |
МК 4248.144-3 |
МК 4249.176-1 |
МК 4249.176-2 |
Количество выводов |
144 |
176 |
176 |
Количество контактных площадок |
153 |
178 |
185 |
Шаг выводов, мм |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
Размер монтажной площадки, не менее, мм |
12,5×12,5 |
12,0×12,0 |
12,0×12,0 |
Габаритные размеры тела корпуса, не более, мм |
22,20×22,20×2,87 |
26,25×26,25×3,17 |
26,25×26,25×3,0 |
Глубина монтажного колодца, мм |
0,50±0,05 |
0,50±0,05 |
0,50±0,05 |
Расположение выводов |
Нижнее |
Верхнее |
Нижнее |
Наименование параметра |
МК 4250.208-1 |
МК 4250.208-2 |
МК 4245.240-7 |
Количество выводов |
208 |
208 |
240 |
Количество контактных площадок |
208 |
217 |
244 |
Шаг выводов, мм |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
Размер монтажной площадки, не менее, мм |
13,0×13,0 |
13,0×13,0 |
13,0×13,0 |
Габаритные размеры тела корпуса, не более, мм |
29,29×29,29×3,17 |
29,29×29,29×3,0 |
34,34×34,34×3,12 |
Глубина монтажного колодца, мм |
0,50±0,05 |
0,50±0,05 |
0,50±0,05 |
Расположение выводов |
Верхнее |
Нижнее |
Нижнее |
Наименование параметра |
МК 4244.256-4 |
МК 4251.304-2 |
МК 4254.352-1 |
Количество выводов |
256 |
304 |
352 |
Количество контактных площадок |
260 |
308 |
361 |
Шаг выводов, мм |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
Размер монтажной площадки, не менее, мм |
17,0×17,0 |
17,0×17,0 |
19,0×19,0 |
Габаритные размеры тела корпуса, не более, мм |
36,36×36,36×3,12 |
42,42×42,42×3,12 |
48,48×48,48×3,5 |
Глубина монтажного колодца, мм |
0,50±0,05 |
0,50±0,05 |
0,50±0,05 |
Расположение выводов |
Нижнее |
Нижнее |
Нижнее |
Таблица 5 – Основные технические характеристики корпусов 4 типа по ГОСТ Р 54844.
Наименование параметра |
МК 4165.64-1 |
МК 4164.64-1 |
МК 4150.72-А |
Количество выводов |
64 |
64 |
72 |
Количество контактных площадок |
99 |
198 |
72 |
Шаг выводов, мм |
0,5 |
1,0 |
0,508 |
Размер монтажной площадки, не менее, мм |
14,3×10,4 |
2МП (14,7×10,2) |
16,75×16,75 |
Габаритные размеры тела корпуса, не более, мм |
20,2×20,2×4,1 |
40,40×20,20×4,93 |
27,27×27,27×4,20 |
Глубина монтажного колодца, мм |
0,50±0,05 |
0,50±0,05 |
0,75±0,08 |
Наименование параметра |
МК 4238.108-2 |
МК 4238.108-3 |
МК 4238.108-4 |
Количество выводов |
108 |
108 |
108 |
Количество контактных площадок |
108 |
108 |
108 |
Шаг выводов, мм |
0,625 |
0,625 |
0,625 |
Размер монтажной площадки, не менее, мм |
12,8×12,8 |
8,6×8,6 |
8,6×8,6 |
Габаритные размеры тела корпуса, не более, мм |
22,22×22,22×2,90 |
22,22×22,22×2,90 |
22,22×22,22×2,90 |
Глубина монтажного колодца, мм |
0,50±0,05 |
0,50±0,05 |
0,50±0,05 |
Наименование параметра |
МК 4233.112-А |
4156.132-А К |
МК 4245.240-5 |
Количество выводов |
112 |
132 |
240 |
Количество контактных площадок |
112 |
332 |
240 |
Шаг выводов, мм |
0,635 |
0,508 |
0,5 |
Размер монтажной площадки, не менее, мм |
12,5×8,9 |
16,75х32,75 |
10,3×10,3 |
Габаритные размеры тела корпуса, не более, мм |
26,95×26,95×3,07 |
38,38х27,27х6,2 |
34,33×34,33×4,21 |
Глубина монтажного колодца, мм |
0,50 +0,1 |
0,75±0,08 |
0,762±0,08 |
Наименование параметра |
МК 4245.240-6 |
МК 4245.240-6.01 |
МК 4244.256-3 |
Количество выводов |
240 |
240 |
256 |
Количество контактных площадок |
240 |
240 |
256 |
Шаг выводов, мм |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
Размер монтажной площадки, не менее, мм |
12,8×12,8 |
12,8×12,8 |
13,85×12,85 |
Габаритные размеры тела корпуса, не более, мм |
34,33×34,33×4,21 |
34,33×34,33×4,21 |
36,36×36,36×3,15 |
Глубина монтажного колодца, мм |
0,762±0,08 |
0,762±0,08 |
0,50±0,05 |
Корпуса для интегральных микросхем 5 типа по ГОСТ Р 54844
К 5-му типу корпусов, выпускаемых АО «ТЕСТПРИБОР», относятся следующие изделия: МК 5119.16-А, МК 5121.20-А, МК 5161.24-А(Рис.12), МК 5123.28-1, МК 5123.28-1.01, МК 5125.40-1 (Рис. 13), МК 5142.48-А, МК 5142.48-В (Рис. 14), МК 5157.64-1 (Рис. 15) и МК 5163.64-1 ( табл. 6).
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
Рисунок 12 - Корпус для интегральных микросхем МК 5161.24-А |
Рисунок 13 - Корпус для интегральных микросхем МК 5125.40-1 |
Рисунок 14 – Корпус для интегральных микросхем 5142.48-В |
Рисунок 15 - Корпус для интегральных микросхем МК 5157.64-1 |
Таблица 6 – Основные технические характеристики корпусов 5 типа по ГОСТ Р 54844
Наименование параметра |
МК 5119.16-А |
МК 5121.20-А |
МК 5161.24-А |
МК 5123.28-1 |
МК 5123.28-1.01 |
Количество выводных площадок |
16 |
20 |
24 |
28 |
28 |
Шаг выводных площадок, мм |
1,27 |
1,27 |
2,54 |
0,7 |
0,7 |
Размер монтажной площадки, не менее, мм |
3,91×3,91 |
4,78×4,78 |
13,25х13,25 |
3,90×3,90 |
3,90×3,90 |
Габаритные размеры тела корпуса, не более, мм |
7,82×7,82×2,42 |
9,09×9,09×2,68 |
18,18х18,18х2,45 |
6,65×6,65×2,11 |
6,65×6,65×2,22 |
Глубина монтажного колодца, мм |
0,508±0,05 |
0,635±0,05 |
0,50±0,05 |
0,40±0,05 |
0,50±0,06 |
Наименование параметра |
МК 5125.40-1 |
МК 5142.48-А |
МК 5142.48-В |
МК 5157.64-1 |
МК 5163.64-1 |
Количество выводных площадок |
40 |
48 |
48 |
64 |
64 |
Шаг выводных площадок, мм |
0,5 |
1,016 |
1,016 |
0,5 |
0,7 |
Размер монтажной площадки, не менее, мм |
4,4х4,4 |
7,47×7,47 |
5,37×4,37 |
5,98х5,98 |
10,4х10,4 |
Габаритные размеры тела корпуса, не более, мм |
7,0х7,0х2,0 |
12,85×12,85×2,124 |
14,45×14,45×2,39 |
9,15х9,15х1,94 |
13,20х13,20х1,99 |
Глубина монтажного колодца, мм |
0,50±0,05 |
0,508±0,05 |
0,508±0,06 |
0,50±0,05 |
0,50±0,05 |
Корпуса для интегральных микросхем 6 и 8 типов по ГОСТ Р 54844
В линейках 6-го и 8-го типов корпусов, выпускаемых АО «ТЕСТПРИБОР», представлены следующие изделия: МК 8306.144-1 (рис. 16), МК 8301.399-1, МК 6120.407-А, МК 8305.483-1, МК 8305.483-2 (Рис. 17), МК 6117.602-А (Рис. 18), МК 6117.602-D, МК 8304.624-1 и МК 8302.675-1 (табл. 7).
![]() |
![]() |
![]() |
Рисунок 16 - Корпус МК 8306.144-1 | Рисунок 17 - Корпус МК 8305.483-2 | Рисунок18 - Корпус МК 6117.602-A |
Таблица 7 – Основные технические характеристики корпусов 6 и 8 типов по ГОСТ Р 54844.
Наименование параметра |
МК 8306.144-1 |
МК 8301.399-1 |
МК 6120.407-А |
Количество выводных площадок |
144 |
399 |
407 |
Шаг матрицы выводных площадок, мм |
1,0 |
1,0 |
1,27 |
Размер монтажной площадки, не менее, мм |
7,9х7,9 |
11,2×11,2 |
13,85×13,85 |
Габаритные размеры тела корпуса, не более, мм |
13,64х13,64х2,98 |
21,21×21,21×3,46 |
30,79×30,79×3,26 |
Глубина монтажного колодца, мм |
0,60±0,06 |
0,60±0,06 |
0,60±0,06 |
Наименование параметра |
МК8305.483-1 |
МК8305.483-2 |
МК 6117.602-А |
Количество выводных площадок |
483 |
483 |
602 |
Шаг матрицы выводных площадок, мм |
1,0 |
1,0 |
1338 |
Размер монтажной площадки, не менее, мм |
10,8×10,8 |
12,0х12,0 |
1’-12,3х12,3
|
Габаритные размеры тела корпуса, не более, мм |
23,23×23,23×3,50 |
23,23х23,23х3,52 |
41,71х41,71х4,52 |
Глубина монтажного колодца, мм |
0,75±0,08 |
0,60±0,05 |
0,75±0,08 |
Наименование параметра |
МК 6117.602-D |
МК 8304.624-1 |
МК 8302.675-1 |
Количество выводных площадок |
602 |
624 |
675 |
Шаг матрицы выводных площадок, мм |
1,27 |
1,0 |
1,0 |
Размер монтажной площадки, не менее, мм |
12,3х12,3 |
18,71×18,71 |
15,7×13,5 |
Габаритные размеры тела корпуса, не более, мм |
35,35х35,35х4,47 |
28,20×28,20×4,34 |
27,27×27,27×3,51 |
Глубина монтажного колодца, мм |
0,75±0,08 |
0,75±0,08 |
0,60±0,06 |
Корпуса для мощных дискретных полупроводниковых приборов
Кроме корпусов для интегральных цифровых и аналоговых микросхем, АО «ТЕСТПРИБОР» развивает направление корпусов для мощных дискретных полупроводниковых приборов. В настоящее время компания завершила ряд работ, целями которых были разработка и освоение промышленного производства серии корпусов типов КТ (рис. 19) и SMD (рис. 20) категории качества «ВП», соответствующих требованиям ГОСТ РВ 20.39.412-97, ГОСТ РВ 5901-004-2010 и ГОСТ Р 57439-2017, с улучшенными показателями теплопроводности оснований. (табл. 8) При проектировании корпусов для мощных дискретных полупроводниковых приборов особое внимание следует уделять выбору материала теплоотвода, посколькуспособность сохранять заданные параметры в течение всего срока эксплуатации.
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
Основание корпуса МК КТ-28В-1 | Основание корпуса МК КТ-43G-1 | Основание корпуса МК КТ-98A-1 | Основание корпуса МК КТ-99C-2 | Основание корпуса МК КТ-105-3 |
Рисунок 19 – Серия корпусов типа КТ
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
Основание корпуса МК КТ-93-3 | Основание корпуса МК КТ-94-5 | Основание корпуса МК КТ-95-3 | Основание корпуса МК КТ-106-2 |
Рисунок 20 – Серия корпусов типа SMD
Таблица 8 – Основные технические характеристики корпусов типа КТ.
Наименование параметра |
МК КТ-28В-1 |
МК КТ-43G-1 |
МК КТ-98A-1 |
МК КТ-99C-2 |
МК КТ-105-3 |
Количество выводных площадок |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
Шаг выводов, мм |
2,54 |
5,08 |
0,85 |
1,50 |
5,08 |
Размер монтажной площадки, не менее, мм |
5,0х6,1 |
10,0х9,0 |
0,8х0,8 |
0,8х0,8 |
13,0х13,0 |
Габаритные размеры тела корпуса, не более, мм |
10,70х19,05х3,97 |
24,90х15,90х5,07 |
3,10х3,40х1,26 |
4,60х4,25х1,47 |
32,80х23,60х5,07 |
Глубина монтажного колодца, мм |
0,35±0,05 |
0,95±0,10 |
0,30±0,05 |
0,40±0,05 |
0,95±0,05 |
Наименование параметра |
МК КТ-93-3 |
МК КТ-94-5 |
МК КТ-95-3 |
МК КТ-106-2 |
|
Количество выводных площадок |
3 |
3 |
3 |
3 |
|
Количество контактных площадок |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
Размер монтажной площадки корпуса, не менее, мм |
3,6х5,0 |
8,33х8,33 |
9,28х9,28 |
13,0х13,0 |
|
Габаритные размеры тела корпуса, не более, мм |
10,20х7,60х3,00 |
15,93х11,50х3,42 |
17,60х13,40х2,82 |
23,60х20,00х3,17 |
|
Глубина монтажного колодца, мм |
0,55±0,05 |
1,30±0,15 |
0,55±0,05 |
0,50±0,05 |
Достаточно много материалов отличаются хорошими показателями теплопроводности, однако многие из них невозможно применять в конструкции корпуса из-за несовместимости физико-механических свойств с керамикой. В табл. 9 приведены основные свойства материалов, которые наиболее часто используются для изготовления теплопроводящих подложек в электронной промышленности. Из перечня материалов, представленных в таблице, самое широкое применение в конструкции корпусов нашли молибдено-медные и вольфрам-медные псевдосплавы.
Таблица 9 – Основные физико-механические свойства теплопроводящих материалов.
Тип материала |
Наименование материала |
Состав |
ТКЛР (10 -6о С -1 ) |
Теплопроводность Вт/(м×К) |
Удельный вес, г/см 3 |
|||
0-100 о С |
100-400 о С |
400-800 о С |
25 о С |
100 о С |
||||
Металл |
W |
4,6 |
- |
4,7 |
167 |
159 |
19,3 |
|
Mo |
5,2 |
- |
5,7 |
142 |
138 |
10,2 |
||
Cu |
17,1 |
- |
19,4 |
394 |
- |
8,93 |
||
Al |
24,3 |
26,5 |
- |
238 |
- |
2,7 |
||
WCu |
W94Cu6 |
5,9 |
6,0 |
6,4 |
141 |
137 |
17,6 |
|
W89Cu11 |
6,5 |
7,1 |
7,9 |
174 |
167 |
17 |
||
W85Cu15 |
7,0 |
7,4 |
8,6 |
184 |
178 |
16,4 |
||
W80Cu20 |
7,9 |
8,6 |
9,8 |
200 |
197 |
15,65 |
||
MoCu |
Mo85Cu15 |
6,8 |
7,3 |
7,6 |
148 |
144 |
10,01 |
|
Mo70Cu30 |
7,7 |
7,6 |
7,5 |
195 |
190 |
9,8 |
||
Mo65Cu35 |
8,2 |
8,1 |
7,8 |
210 |
205 |
9,7 |
||
Mo60Cu40 |
8,8 |
8,5 |
8,2 |
220 |
215 |
9,6 |
||
Mo40Cu60 |
11,5 |
10,8 |
10,5 |
275 |
268 |
9,4 |
||
Cu/PCM/Cu |
7,7 |
7,8 |
7,6 |
200 |
195 |
9,5 |
||
Cu/PCM/Cu |
10,6 |
8,8 |
8,4 |
235 |
230 |
9,3 |
||
Cu/PCM/Cu |
11,6 |
9,5 |
9,8 |
260 |
- |
9,2 |
||
Cu/PCM/Cu |
14,4 |
11,5 |
12,1 |
300 |
- |
- |
||
Cu/PCM/Cu |
13,8 |
11,5 |
12,1 |
300 |
- |
9,1 |
||
Керамика |
AlN |
- |
4,5 |
- |
200 |
180 |
3,26 |
|
Металло-керамика |
Al-SiC |
SiC70Al30 |
8,0 |
- |
- |
140 |
- |
2,6 |
SiC65Al35 |
9,0 |
- |
- |
130 |
- |
2,6 |
||
SiC45Al55 |
14,0 |
- |
- |
160 |
- |
2,6 |
||
Графит |
TPG |
-1 |
- |
- |
1700 |
1500 |
2,3 |
|
Медь-графит |
8,3 |
- |
- |
370 |
- |
5,0 |
Например, сплав WCu представляет собой комбинацию вольфрама (W) с низким значением ТКЛР и меди (Cu), которая отличается высокой теплопроводностью. Значение ТКЛР сплава WCu, в зависимости от процентного содержания в нем вольфрама и меди, может быть подобрано таким образом, чтобы оно соответствовало значениям ТКЛР алюмооксидной керамики и ковара. Кроме того, данный материал хорошо обрабатывается, из него можно изготавливать детали сложной формы.
В настоящее время псевдосплавы WCu и MoCu – основные коммерческие материалы для изготовления теплоотводов корпусов как для полупроводниковых приборов, так и для ИМС.
Теплопроводность структур теплоотводов на основе «слоистых композитов» Сu / MoCu / Cu и Сu / WCu / Cu (рис. 21) почти в 1,5 раза больше по сравнению с типовыми значениями теплопроводности материалов WCu и MoCu, однако и стоимость их более высокая. Графитовый материал TPG отличается превосходными теплопроводящими свойствами и его применение в структурах теплоотводов (один из вариантов реализации приведен на рис. 22) позволяет снизить тепловое сопротивление переход-корпус более чем на 30%. Однако массовое промышленное применение этого перспективного материала ограничивается из-за сложности технологического процесса производства и высокой стоимости.
Рисунок 21 – Пример структуры теплоотвода на основе «Слоистых композитов».
Рисунок 22 – Пример структуры теплоотвода с графитовой вставкой.
Следует отметить также относительно недавно появившийся на рынке материал Al-SiC, который представляет собой спеченный теплопроводящий материал, удельный вес которого в три раза меньше Cu, а значение теплопроводности составляет 160 Вт / (м • К). Показатель ТКЛР этого материала определяется процентным соотношением Al и SiC, однако его применение ограничено из-за ряда недостатков.
В качестве перспективного материала, оптимально подходящего для решения задач повышения теплопроводности оснований корпусов для мощных дискретных полупроводниковых приборов, можно рассматривать новый композиционный материал медь-графит (Cu-Graphite). Его теплопроводность близка к теплопроводности чистой меди – 370 Вт / (м • К), а удельный вес (5,0 г / см3) в два раза меньше меди и более чем в три раза меньше сплава W85Cu15.
Гальваническое производство
В целях обеспечения непрерывного технологического цикла производства корпусов и металлизированных керамических подложек для изделий микроэлектроники АО «ТЕСТПРИБОР» был создан и введен в эксплуатацию участок гальванических покрытий (Рисунок 23). В настоящее время кроме обеспечения собственного производства на рынке производства микроэлектроники АО «ТЕСТПРИБОР» предлагает услуги по химическому никелированию (толщиной до 11 мкм), химическому золочению (до 0,5мкм) и гальваническому золочению (до 3 мкм) металлизированных поверхностей и поверхностей металлических деталей изделий микроэлектроники
Рис. 23 Участок гальванических покрытий.