Аксенова И.К., Мельников А.А. Основы конструирования радиоэлектронных приборов (1986) (1092050), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Каждому типу корпуса из пяти описанных в табл.5.1 присущи свои преимущества и недостатки. Основным преимуществом корпусов 1, 2 и 3-го типов является более плотная компоновка и возможность использования методов групповой пайки (например, волна припоя) при установке микросхем в металлизированные отверстия печатной платы.
Недостатки конструкции корпусов этих типов: сложность автоматизированной установки на печатные платы (ПП), так как необходимо обеспечить попадание в металлизированные отверстия всех выводов ИМС одновременно; сложность визуального контроли качества пайки (особенно 1-й н З-й типы), т. е. протекание припоя на другую сторону ПП под корпус ИМС; сложность замены ИМС, так как для съема необходим одновременный прогрев всех выводов корпуса ИМС; сложность применения групповых теплоотводов, так как монтажная плоскость занята выводами ИМС; большой шаг расположения выводов (2,5 мм), что при увеличения количества выводов ведет к резкому увеличению размеров н монтажной плоскости корпуса ИМС; невозможность использования в платах с объемным проводным монтажом н комбинированных платах; для 3-го типа дополнительно — необходимость сложной формовки и ограниченное количество выводов (ие более 12) .
Все этн недостатки отсутствуют в корпусах 4-го типа, которые имеют преимущества: шаг расположения выводов вдвое меньше (1,25 мм н 0,625 мм), так как для выводов не нужно иметь металлизированных монтажных отверстий, и поэтому этот тип корпуса может иметь большое количество выводов без заметного увеличении размеров корпуса; возможность полноценного использования обратной стороны в ДПП и особенно двустороннего расположения ИМС в МПП. К недостаткам корпусов 4-го типа нужно отнести меньшую плотность компоновки, потому что посадочное место ИМС более чем вдвое больше площади корпуса. Появление корпусов 5-го типа является компромиссом между корпусами 1-го и 4-го типов, так как резко уменьшена площадь корпуса с выводными площадками и сохранены преимушества планарных корпусов.
Применение корпусов 5-го типа, названных к р и с т а л л оде рж а т е л я м и, дает возможность не только увеличить плотность компоновки ИМС, но н улучшить нх электрические параметры, так как более короткие выводы корпусов-кристаллодержателей позволяют повысить частотный предел типовой микросхемы примерно в трн раза по сравнению с величиной, обеспечиваемой прн упаковке этой микросхемы в другой корпус.
Кроме того, прн одннаковом общем числе выводов контактное сопротивление крисгаллодержателей намного меньше, чем у корпусов других типов. Но наиболее очевидным преимуществом корпусов-кристаллодержателей по сравнению с традиционнымн корпусами является значительное уменьшение геометрических параметров по отношению к одному н тому же кристаллу с одинаковым количеством выводов. 7Б Однако у корпусов 5-го типа имеются проблемы, затрудняющие нх широкое применение: необходимы материалы соединений, выдерживающие косвенный нагрев (напрнмер, керамические платы с нанесением соединений методом толстопленочной технологии); нужны методы неразрушающего контроля; подложка должна быть жесткой, так как необходима высокая плоскостность, а значит, коробленне недопустимо.
В соответствии с ГОСТ 17467 — 79 условное обозначение корпуса должно состоять нз слова корпус, типоразмера микросхемы, включающего подтнп корпуса н двухзначное число, обозначающее порядковый номер типоразмера, цифрового индекса, определяющего действительное количество выводов, порядковгго регистрационного номера н обозначение настоящего стандарта. Пример условного обозначения: корпус 2101 14 — 5 ГОСТ 1 7467 — 79. Материалы корпусов ИМС.
По конструктивно-технологическому признаку различают корпуса: а) металло- стеклянные (стеклянное нли металлическое основание, соединенное с металлической крышкой с помощью сварки; выводы изолированы стеклом); б) металлополимерные (подложка с элементамн и выводами помещается в металлическую крышку, после чего осуществляется герметизация путем заливки компаундом); в) металлокерамнческие (керамическое основание, соединенное с металлической крышкой с помощью сварки или пайки); г) керамические и керамияостеклянные (керамическое основание и крышка, соединенные между собой пайкой); д) пластмассовые (пластмассовое основание, соединенное с пластмассовой крышкой опрессовкой).
Плоские прямоугольные металлокерамнческие н металлостеклянные корпуса обеспечивают надежную герметизацию, высокую механическую прочность, имеют низкое термическое сопротивление, т. е. хорошо рассеивают теплоту, но они дороги, потому что содержат драгоценные металлы, н громоздки, а поэтому малоперспективны. Наиболее дешевы монолитные пластмассовые корпуса, они обеспечивают наилучшую защиту ИМС от механических воздействий, но гораздо хуже металлостеклянных корпусов в отношении защиты ИМС от климатических воздействий и обеспечения оптимальных тепловых режимов работы ИМС, а потому они используются только в аппаратуре с пониженными требованиями. Нанболее перспективны керамические корпуса, так как онн г! е> тз достаточно дешевы и в меру прочны, почти так же герметичны, как и металлостеклянные корпуса, обладают высокой теплопроводностью и имеют хорошую адгезию с металлическими пленками, наносимыми на керамику.
Для характеристики материала и типа корпуса в соответствии с ОСТ !1 073.915 †в условное обозначение ИМС перед цифровым обозначением серии добавляется соответствующая буква. 2 5.2. Печатные платы, гибкие шлейфы и кабели Классификация и особенности печатных плат. Печатные платы в настоящее время получили самое широкое распространение. Их применение обеспечивает идентичность электрических параметров — от образца к образцу, замену значительной части ручных монтажных операций машинными, допускающими использование полуавтоматических и автоматических установок, поточных линий и автоматизированных средств контроля, что делает их экономически и технически целесообразными. С точки зрения конструктивных преимуществ применение печатных плат позволяет улучшить такие параметры, как плотность монтажа и масса. В настоящее время выпускается несколько типов печатных плат, имеющих различные конструктивные особенности; односторонние (ОПП), двусторонние (ДПП)' н многослойные печатные платы (МПП), гибкие печатные платы (ГПП), гибко-жесткие печатные платы (ГЖПП), гибкие печатные кабели (ГПК) н шлейфы (ГПШ).
Они имеют достаточно сходные прогрессивные технологические процессы изготовления, за исключением печатных плат для узлов СВЧ. Технологические методы изготовления печатных плат, а их разработано более 20, базируются на двух направлениях получения проводящего материала платы: субтрактивный, вычитание или избирательное удаление проводящего материала на фольгированном диэлектрике; аддитивный, прибавление или избирательное нанесение проводящего материала на чистый диэлектрик.
В соответствии с этим для изготовления ОПП и ДПП наиболее широкое распространение получили три метода изготовления печатных плат: химический, электрохимический, или полуаддитпвный, комбинированный позитивный. Химический негативный метод широко применяется не только в производстве ОПП, но и для изготовления внутренних слоев МПП, а также ГПК, ГПШ и т. д. Основным преимуществом химического метода является простота и малая длительность технологического цикла, что облегчает автоматизацию, а недостатком — отсутствие металлизированных соединений между сторонами платы (рис, 5.2).
Рис. о.2, Последовательность основных операций изготовлении печатных плат химическим негативным методом: л — заготовка платы нз фольгнрованного дпзлектрвка; б — панееенпе резнстнвпого печатного рисунка; а — травлепне печатного рисунка; а — удвлеппе лаковой з резвста; д — агеханнческаа обработка ноптажпых отверстиЯ; ( покспдкой) каски; ж — облужпванне контактных площадок; з— пайка выводов раднозленептов Электрохимическии или нолуаддитивногй, метод дороже, требует большего количества специализированного технического оборудования, менее надежен, но необходим для ДПП с повышенной плотностью монтажа. Комбинированный позитивный метод основан на химическом и электрохимическом методах и является основным при изготовлении двусторонних печатных плат (рис. 5.3).