Лекція 13

Тема: Компоненти мікрозбірок

План

1. Компоненти мікрозбірок

2. Кріплення та з’єднання компонентів мікрозбірки.

Література:

1. Фрумкин Г.Д. Расчет и конструирование радиоаппаратуры. – М.: Высшая школа, 1989 - c.284-299

Після вивчення теоретичного матеріалу студенти повинні:

Знати компоненти мікрозбірок та їх кріплення;

Вміти правильно застосовувати різні компоненти мікрозбірок.

1. Компоненти мікрозбірок

При мікрозбірках використовують на ряду з активними приладами (діодами, транзисторами, інтегральні мікросхеми) інші навесні компоненти (конденсатори).

Активні компоненти для використанні в мікрозбірках та інших малогабаритних пристроях виготовляють в малогабаритних корпусах, в безкорпусному виконанні або на стрічкових носіях. Розміри безкорпусних компонентів значно менші, ніж у корпусних.

Безкорпусні компоненти мають вологозахист у вигляді плівки емалі, лаку або компаунда товщиною 0,2-0,4 мм. Така плівка не може забезпечувати захист кристалу від вологості повітря. Тому безкорпусні компоненти використовують тільки в мікрозбірках, які мають герметичний корпус.

Ці компоненти повинні задовольняють основним вимогам:

1) займати мінімальну площу на поверхні комутаційної плати;

2) допускати можливість автоматизованої збірки та монтажу;

3) забезпечити високу надійність монтажних з’єднань;

4) допускати можливість автоматизованої перевірки компоненту перед встановленням на комутаційну плату.

Безкорпусні напівпровідникові діоди, транзистори або мікросхеми можуть мати виводи наступних конструкцій:

1) жорсткі виводи – столбікові або кулькові;

2) гнучкі виводи із проволоки діаметром 30-50 мкм;

3) балочні виводи на стрічкових носіях.

Жорсткі виводи отримують гальванічним нарощуванням міді або золота на алюмінієві контактні площадки кристалу. Зовнішній вигляд цієї мікросхеми з такими виводами зображений на рис. 12.13.

Однак, як показав опит, такі виводи не забезпечують високу надійність електричного контакту при тривалій експлуатації. Тому безкорпусні мікросхеми з жорсткими виводами не рекомендується використовувати в апаратурі, розрахованій на великий строк служби.

Гнучкі виводи (рис. 12.14) отримують приварюванням золотої або алюмінієвої проволоки до контактних площадок кристалу. Таке з’єднання забезпечує високу надійність електричного контакту.

Гнучкі виводи можна з’єднувати з комутаційною платою за допомогою напівавтоматичних зварювальних установок. Тому кристали з гнучкими виводами широко використовують при виготовленні мікрозбірок.

Для багатовиводних мікросхем розроблені спеціальні корпуси; на рис. 12.13, а зображений керамічний корпус, на рис. 12.13, б – пластмасовий.

Керамічний корпус має гарну герметизацію, що дозволяє забезпечити високу надійність встановленої в ньому мікросхеми.

Мікрокорпуси мають велику кількість виводів, а габаритні розміри їх в декілька разів менше, ніж у звичайних корпусів.

Пластмасові мікрокорпуси розраховані на встановлення напівпровідникових приладів та мікросхем з меншою кількість виводів. Такі корпуси мають меншу вартість, але забезпечують менш надійну герметизацію ніж керамічні.

До переваг мікрокорпусів треба віднести й те, що процес перевірки мікросхем перед встановленням та процес встановлення можуть бути автоматизовані.

Зараз часто використовується спосіб формування у кристала балочних виводів за допомогою стрічкового носія. На рис. 12.13, в зображений такий спосіб.

Для стрічкових носіїв використовують широку номенклатуру полімерних плівок. Найбільш відомим є поліїмідна плавка, тому що вона обладає гарними механічними якостями та теплостійкістю (дозволяє виконувати термокомпресорну зварку та пайку кремнію і золота при температурі 673К); температурний коефіцієнт лінійного розширення поліїміда близький до коефіцієнту лінійного розширення міді та алюмінію.

2. Кріплення та з’єднання компонентів мікрозбірки.

Способи кріплення та приєднання компоненту залежать від конструкції компоненту та конструкції його виводів.

Компоненти з гнучкими виводами закріплюють до комутаційної плати за допомогою клею або пайкою. Найбільш часто застосовують приклейку, використовуючи для цього клей на епоксидній основі, наприклад ВК – 9. для підвищення теплопровідності в клей в якості наповнювача додають нітрид бора.

Гнучкі виводи компонентів приєднують до контактних площадок пайкою або сваркою (рис.12.14). Сварка забезпечує більш високу якість з’єднання, оказує менший вплив на сусідні елементи, які розташовані на комутаційній платі.

При термокомпресіонній зварці проволока, яка приєднується, придавлюється до контактної площадки нагрітим інструментом. За рахунок взаємозв’язку нагріву та тиску забезпечується взаємна дифузія матеріалу виводу та контактної площадки. Схема процесу термокомпресіонної зварки з використанням електрода, який має отвір, показана на рис.12.15.

Д/з: Вивчити теоретичний матеріал