Корпус микросхемы (МС) выполняет защитную функцию, предохраняя полупроводниковые элементы и контактные дорожки от воздействия внешних факторов (пыли, влаги, механических ударов). Важной функцией, выполняемой корпусом является отвод и рассеивание тепла, выделяемого при протекании тока. Существует несколько видов корпусов МС: стеклянные, металлостеклянные, керамические, металлокерамические, пластмассовые, металлопластмассовые и полимерные. Для массового тиражирования в основном используются два типа корпусов — пластиковые и керамические.
Пластиковые корпуса
Пластмассовые корпуса имеют как достоинства, так и недостатки. Очевидные плюсы этих корпусов:
- Доступность и низкая цена исходного материала, технологичность сборки позволяют минимизировать себестоимость МС;
- Благодаря небольшой плотности пластиков, электронные платы и приборы имеют минимальный вес.
К недостаткам пластиковой защиты МС следует отнести:
- Невысокие влагозащитные свойства, обусловленные гигроскопичностью (способностью поглощения молекул воды), которая вызывает растрескивание корпуса при сжатии-расширении накопившейся в микропорах воды;
- Ненадёжностью соединения пластмассы с металлом (контакты и дорожки), которая вызвана значительной разницей коэффициентов теплового расширения (КТР) этих материалов;
- Недостаточно хороший теплоотвод (на порядок меньше, чем у керамических и металлических корпусов).
Тем не менее эти минусы не являются препятствием к массовому применению МС в стационарной аппаратуре и коммерческой электронике: бытовой технике, игрушках, электронных музыкальных инструментах, медицинской аппаратуре, робототехнических устройствах.
Керамические корпуса
Керамикой называют искусственно синтезированные материалы, получаемые с помощью спекания порошкообразных или зернистых неорганических веществ. Структура материала включает в себя газовую, аморфную и кристаллические фазы. Для корпусов полупроводниковой электроники чаще всего применяется алюмооксидную (Al2O3) керамику, основные свойства которой следующие:
- Повышенная устойчивость к воздействию внешних факторов: влаге (отсутствие гигроскопичности), химическим реактивам;
- Широкий диапазон рабочих температур — от -45 до +85°С;
- Высокие диэлектрические параметры;
- Эффективный отвод тепла;
- Способность сохранять стабильные размеры;
- Прочность по отношению к механическому воздействию;
- Радиационная стойкость;
- Значение КТР керамики почти идентично с КТР кремния (Si).
Алюмооксидная керамика на 90-99% состоит из Al2O3 с не большими включениями SiO2, CaO, Fe2O3, MgO, ZrO2.
Микросхемы в керамике прежде всего востребованы для использования в областях, где предъявляются жесткие эксплуатационные требования (спецтехника, военно-космические приложения).
К недостаткам керамики следует отнести удорожание (по сравнению с пластмассой) и увеличение весовых показателей.
Маркировка
Тип корпуса отечественных МС "зашифрован" в первых двух буквах буквенно-цифрового кода, нанесенного в соответствии с ОСТ 11.073.915-80:
- Буква "К", стоящая в начале, означает, что МС имеет общепромышленное, коммерческое применение;
- Если перед "К" стоит буква "Э", то это указывает на экспортный вариант исполнения микросхемы;
- Отсутствие первой буквы указывает, что МС предназначена для специальной (военно-космической) продукции;
- Вторая буква указывает на тип корпуса МС:
- А — пластмассовый, планарный;
- Б — бескорпусная МС;
- Р — пластмассовый корпус с двухрядным параллельным расположением выводов;
- Ф — пластмассовый микрокорпус;
- Е — металлополимерный;
- И — стеклокерамический;
- М — керамический, металлокерамический или стеклокерамический.
