Корпус интегральной микросхемы предназначен для защиты ее от внешних воздействий и обеспечения нормальной работы в течение всего срока службы микросхемы. Для выполнения своего функционального назначения корпус и его конструкция должны отвечать определенным требованиям: обеспечивать необходимую электрическую связь между элементами схемы и выводами; гарантировать электрическую изоляцию между выводами; выполняться из материалов, по возможности, наиболее инертных по отношению к химически агрессивным составляющим окружающей среды (кислороду, влаге, солям); в некоторых случаях должны учитываться возможные электрохимические процессы, такие как коррозия в присутствии электролитов; иметь удобную для печатного монтажа конструкцию по габаритам и расположению выводов.
Рис. 4.1. Прямоугольный корпус с выводами, перпендикулярными плоскости основания.
Рис. 4.2. Корпус типа ДИП с прямоугольными выводами, перпендикулярными плоскости основания корпуса.
Рис. 4.3. Круглый корпус с выводами, расположенными перпендикулярно основанию корпуса.
Немаловажно, что назначение корпуса—защищать кристалл микросхемы от влияния света (и по возможности другого внешнего излучения), а также поглощать собственное излучение элементов схемы и служить экраном от внешних магнитных полей (или создавать путь для замыкания магнитного потока).
Рис. 4.4. Прямоугольный корпус с выводами, расположенными параллельно плоскости основания (планарный тип).
Рис. 4.5. Прямоугольный плоский «безвыводный» корпус.
За рубежом такие корпуса называют «кристаллоносителями». Электрическое соединение микросхемы, размещенной в таком корпусе, осуществляется с помощью металлизированных контактных площадок по периметру корпуса.
Конструкция корпуса должна обеспечивать теплоизоляцию кристалла микросхемы, имея достаточную прочность, предохраняющую элементы микросхемы от различных повреждений во время монтажа и эксплуатации, быть технологичной в изготовлении и применении. Наибольшее распространение получили четыре вида конструктивно-технологического исполнения корпусов микросхем. Металлостеклянный корпус имеет металлическую крышку и стеклянное (или металлическое) основание с изоляцией и креплением выводов стеклом, крышка присоединяется к основанию сваркой или пайкой. Металлокерамический корпус располагает металлической крышкой и керамическим основанием, крышка соединяется с основанием сваркой или пайкой. Стеклокерамический корпус снабжен керамическими крышкой и основанием, крышка соединяется с основанием стеклом. Пластмассовый корпус (наиболее дешевый) характерен пластмассовым телом, полученным опрессовкой кристалла и рамки выводов.
Большую роль в повышении надежности микросхем и микроэлектронной аппаратуры играет стандартизация конструкций корпусов. В настоящее время действует ГОСТ 17467—79 «Микросхемы интегральные. Основные размеры» устанавливающий требования к формам и размерам корпусов и микросхем.
В соответствии с этим стандартом корпуса могут быть пяти типов (см. таблицу 1). Таблица 1.
Корпус ИС | Форма корпуса. | Расположение выводов (выводных площадок) относительно плоскости основания | |||||||||||
Тип | Подтип | Прямоугольная | |||||||||||
Перпендикулярное, в один ряд | |||||||||||||
Перпендикулярное, в два ряда | |||||||||||||
Перпендикулярное, в три ряда и более | |||||||||||||
Перпендикулярное, по контуру прямоугольника | |||||||||||||
Перпендикулярное, в два ряда | |||||||||||||
Перпендикулярное, в четыре ряда в шахматном порядке | |||||||||||||
Круглая | Перпендикулярное, по одной окружности | ||||||||||||
Овальная | Перпендикулярное, по одной окружности | ||||||||||||
Прямоугольная | Параллельное, по двум противоположным сторонам | ||||||||||||
Параллельное, по четырем сторонам | |||||||||||||
Перпендикулярное, для боковых выводных площадок; в плоскости основания для нижних выводных площадок | |||||||||||||
С увеличением функциональной сложности микросхем увеличивается сложность их многовыводных корпусов. Иногда стоимость корпуса превышает стоимость изготовления полупроводникового кристалла (или подложки с пленочными элементами).
Таблица 2.
Подгруппа и вид микросхем | Обозначение | |
Формирователи: | ||
адресных токов (формирователи напряжения или токов) | АА | |
импульсов прямоугольной формы (ждущие мульти- вибраторы, блокинг-генераторы и др.) | АР | |
Вибраторы, блокинг-генераторы и др.) | ||
разрядных токов (формирователи напряжения или токов | АР | |
Прочие | АП | |
импульсов специальной формы | АФ | |
Схемы задержки: | ||
Пассивные | БМ | |
Прочие | БП | |
Активные | БР | |
Схемы вычислительных средств: | ||
сопряжения с магистралью | ВА | |
синхронизации | ВБ | |
управления вводом/выводом (схемы интерфейса) | ВВ | |
Контроллеры | ВТ | |
МикроЭВМ | ВЕ | |
Специализированные | ВЖ | |
Времязадающие | ВИ | |
Комбинированные | ВК | |
Микропроцессоры | ВМ | |
управления прерыванием | ВН | |
Прочие | ВП | |
функциональные расширители (в том числе расширители) разрядности данных) | ВР | |
микропроцессорные секции | ВС | |
управления памятью | ВТ | |
микропрограммного управления | ВУ | |
функциональные преобразователи информации (арифметические, тригонометрические, логарифмические, быстрого преобразования Фурье и др.) | ВФ | |
Микрокалькуляторы | ВХ | |
Генераторы: | ||
прямоугольных сигналов тельные мультивибраторы, блокинг-генераторы и др.) | ГГ | |
линейно изменяющихся сигналов | ГЛ | |
шума | ГМ | |
прочие | ГП | |
гармонических сигналов | ГС | |
сигналов специальной формы | ГФ | |
Детекторы | ||
амплитудные | ДА | |
импульсные | ДИ | |
прочие | ДП | |
частотные | ДС | |
фазовые | ДФ | |
Схемы источников вторичного электропитания | ||
выпрямители | ЕВ | |
стабилизатора напряжения импульсные | ЕК | |
преобразователи | ЕМ | |
стабилизаторы напряжения непрерывные | ЕН | |
прочие | ЕП | |
схемы источников вторичного электропитания | ЕС | |
стабилизаторы тока: | ЕТ | |
схемы управления импульсными стабилизаторами напряжения | ЕУ | |
Схемы цифровых устройств | ||
арифметическо-логические | ИА | |
Шифраторы | ИВ | |
дешифраторы | ИД | |
счетчики | ИЕ | |
комбинированные | ИК | |
полусумматоры | ИЛ | |
сумматоры | ИМ | |
прочие | ИП | |
регистры | ИР | |
Коммутаторы и ключи: | ||
напряжения | КН | |
прочие | КП | |
тока | КТ | |
Логические элементы: | ||
И—НЕ | ЛА | |
И—НЕ/ИЛИ—НЕ | ЛБ | |
Расширители ИЛИ—НЕ | ЛД ЛД | |
И | ЛИ | |
И—ИЛИ—НЕ/И—ИЛИ | ЛК | |
ИЛИ | ЛЛ | |
ИЛИ—НЕ/ИЛИ | ЛМ | |
НЕ | ЛН | |
прочие | ЛП | |
И—ИЛИ—НЕ | ЛР | |
И—ИЛИ | ЛС | |
Модуляторы: | ||
амплитудные | МА | |
импульсные | МИ | |
прочие | МП | |
частотные | МС | |
фазовые | МФ | |
Набор элементов: | ||
диодов | НД | |
конденсаторов | НЕ | |
комбинированные | НК | |
прочие : | НП | |
резисторов | НР | |
транзисторов | НТ | |
функциональные (в том числе матрицы резисторов типа R=2R) | НФ | |
Преобразователи: | ||
цифро-аналоговые | ПА | |
аналого-цифровые | ПВ | |
длительности | ПД | |
умножители частоты аналоговые | ПЕ | |
делители частоты аналоговые | ПК | |
синтезаторы частоты | ПЛ | |
мощности | ПМ | |
напряжения (тока) | ПН | |
прочие | ПП | |
код—код | ПР | |
Схемы запоминающих устройств: | ||
ассоциативные | РА | |
матрицы постоянных ЗУ | РВ | |
ПЗУ (масочные) | РЕ | |
- матрицы оперативных ЗУ | РМ | |
- прочие | РП | |
ПЗУ с возможностью многократного программирования | РР | |
ПЗУ с возможностью однократного программирования | РТ | |
- ОЗУ | РУ | |
ЗУ на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД) | РЦ | |
Схемы сравнения: | ||
амплитудные (уровня сигналов) | СК | |
по напряжению (компараторы) | СА | |
по времени | СВ | |
прочие | СП | |
частотные | СС | |
Триггеры: | ||
Типа JК (универсальные) | ТВ | |
динамические | ТД | |
комбинированные (типа DТ, RSТ и др.) | ТК | |
Шмитта | ТЛ | |
Типа D (с задержкой) | ТМ | |
прочие, | ТП | |
Типа RS (с раздельным запуском) | ТР | |
Типа Т (счетные) | ТТ | |
Усилители | ||
Высокой частоты | УВ | |
Промежуточной частоты | УР | |
Низкой частоты | УН | |
Широкополосные | УК | |
Импульсных сигналов | УИ | |
Повторители | УЕ | |
Операционные | УД дифференциальные | |
Дифференциальные | УС | |
Прочие | УП | |
Фильтры | ||
Верхних частот | ФВ | |
Нижних частот | ФН | |
Полосовые | ФЕ | |
Режекторные | ФР | |
Прочие | ФП | |
Многофункциональные схемы | ||
Аналоговые | ХА | |
Комбинированные | ХК | |
Цифровые | ХЛ | |
Цифровые матрицы | ХМ | |
Аналоговые матрицы | ХН | |
Комбинированные (аналоговые и цифровые) матрицы | ХТ | |
Прочие | ХП | |
Фоточуствительные схемы с зарядовой связью | ||
Линейные | ЦЛ | |
Матричные | ЦМ | |
Прочие | ЦП |