SU707457A1 - Корпус микросхемы - Google Patents

Description

Изобретение относится к радио|электронной технике, в частности к корпусам микросхем, предназначенным для использования S аппаратуре общего и специального назначения.

Известны корпуса микросхем, содер- ⁵ жащие металлостеклянные основания, выполненные из сплава.ковар(железо, никель, кобальт)29НК-Т и других ферроникелевых ^плавов(47НД, 38НД) и крышки из стада, меди, никеля.

Материалы основания корпуса - ковар и ферроникелевые сплавы, с помощью которых, в основном, получают металлостёклянные спаи, требуют защиты от ₁₅ коррозии. Такую защиту’ осуществляют с помощью дополнительной операции - . покрытым никелем. Для соединения крышки с основанием корпуса самым прогрессивным методом - контактной контурной конденсаторной сваркой, детали корпуса покрывают золотом и.серебром.

При сварке корпусов плавлением металла соединяемых деталей корпуса .

Ч аргонно-дуговая, электронно-лучевая, лазерная не удается полностью исключить, даже используя теплоотводы, тепловое воздействие на близко расположенные металлостеклянные спаи,а также непровары и выплески, приводящие к потере герметичности и низкому проценту выхода годных изделий.

Наиболее близким к предлагаемому является корпус микросхемы, преимущественно, для радиоэлектронной аппаратуры, герметизированной контурной контактной сваркой и содержащий металлоестеклянное основание и сва*ренную с ним по прямолинейному участку отбортовки металлическую крышку.·

В известной конструкции крышка выполнена из железа или ферроникелевого сплава с покрытием серебром, а основание также из железа или ферроникелевого сплава с покрытием золотом или медью. Выполнение крышки и основания корпуса из некоррозионностойких

707457 4 материалов (железо или ферроникелевый сплав) требует защитного покрытия, а “ДЛЯ получения герметичного соединения деталей корпуса этих материалов контурной контактной сваркой необходимо по- ₅ крытие золотом и серебром.Эти покрытия, “ ' расплавляясь в зоне контакта,образуют расплав с температурой 1050-1100°С,который, частично выдавливаясь наружу . под действием усилия сжатия, смачиваёт торцы свариваемых деталей, обрадуя между ними литую перемычку. Нали *чйё в зоне контакта свариваемых деталей при открытом характере их соединения расплава приводит к интенсивному 15 ~ выдавливаниюжидкой фазы из контакта, выплескам и, Как следствие, негерме-/--itWh6£W корпуса, что снижает надежность. Эти явления снижают процент выхода годных корпусов схем до 88-90% ₂₀ 'й^'Ц^ООШВетственно, самих микросхем. Таким образом, нестабильность

...... качества сварного соединения корпуса, выражающаяся в его негерметичности, значительный расход драгоценных· ₂₅ металлов (золота, серебра); являются известных корпусов.

Цель изобретения - повышение на1д*ё&й'0етй при одновременном снижений ₃₀ стоимости.

Это достигается тем, что основание и крышка корпуса выполнены из clтитанового сплава при соотношении толщин отбортовок крышки основания 1:2 - ₃₅ 1:3 и при ширине прямолинейного участка отбортовки не более 0,5 мм.

На чертеже схематично изображён 'корпус микросхемы с частичным выре- зом стенки.

Корпус состоит из металлостеклянного основания 1 и металлической крышки 2, выполненной из с£ -титанового сплава (например, ВТ1-00). В _4J металлостеклянном основании, выполненном из oL -татанового сплава, впаяны с помощью стекла С 54-1 выводы 3 для соединения корпуса микросхемы с печатной платой и далее с другими электрорадиоэлементами - с одной Стороны, и присоединения микросхемы проволочным(или другим)монтажом с другой стороны.

Основание и крышка корпуса отбортованы, а ширина прямолинейного участка отбортовки ос'но'ваййй составляет не более 0,5 мм. Внутри корпуса размещена микросхема 4 на диэлектрической плате или в виде полупроводникового кристалла.

• Корпус микросхемы изготавливают следующим образом.

Крышку корпуса вырубают из титановой, ленты штамповкой на нескольких штампах,с предварительным отжигом материала.Оснбвание корпуса также выполняют штамповкой из листа,после чего термически обрабатывают,окисляют и собирают в графитовых формах вместе со стеклянными трубочками, изготовленными из вышеуказанного стекла, и металлическими выводами, вставленными в них. Вся эта сборка поступает в конвейерную печь, где осуществляется спай стёкла с основанием корпуса и выводами. В дальнейшем основание контролируют на герметичность масс-спектрометрическим методом и после сборки в нем микросхемы направляют на окончательную операцию герметизации выполняемую контурной контактной сваркой.

Выполнение деталей корпуса из </,титановых сплавов и соединение основания с крышкой контурной контактной сваркой позволяет, используя высокие пластические свойства этих материалов и выбранной для этих сплавов режим сварки, получить герметичное и прочное сварное соединение без расплавления соединяемых деталей, т.е. в твердой фазе. При этом в процессе сварки благодаря свойствам выбранного ·· материала для крышки и' основания корпуса были достигнуты оптимальные температурно-скоростные условия для его пластической деформации, при которой поверхность контакта свариваемых деталей оказалась максимальной.

Наилучшие качество сварного соединения по герметичности и прочности контурной конденсаторной сварки получено при соотношении толщин отбортовок крышки и основания 1:2 - 1:3.

При соотношении толщин отбортовок крышки и основания Менее1:2 имеет ' место значительная пластическая деформация по контуру, величина которой не допустима с точки зрения как прочностных показателей, так и обеспечения требуемых габаритов,

При соотношении же толщины отбортовки Крышки к толщине отбортовки основания более 1:3 достигаемая пластическая деформация недостаточна как с точки Зрения получения требуемой герметичности, так и прочности сварного ^соединения.

г

707457 6

Так как скорость пластической деформации материала крышки и оснора.ния, соединяемых по отбортовке, а также величина общей деформации осадки, деталей корпуса значительна, то дости-5 жение требуемого качества сварного соединения возможно только при выполнении прямолинейного участка отбортовки не более 0,5 мм.

Полученные сварные соединения К крышки й основания корпуса из cL-титановых сплавов ВТ1-00, ВТ1-0 имеют высокие показатели прочности и герметичности при хорошей их стабиль-_д ности и полном отсутствии выплесков 13 и подобных дефектов, что повышает надежность корпуса и обеспечивает 97995S выхода годных корпусов микро- .

/ схем.

Благодаря крррозионной стойкости 20 деталей корпуса, выполненных из oL ~ титанового сплава, отпала необходимость покрытия их никелем, золотом, ’ серебром и медалью, что позволило получить значительную экономию драгоцен- . 25 ных и дефицитных металлов, измеряв-, мую в масштабах всей промышленности в сотнях килограммов золота, серебра, никеля. Соответственно исключается необходимость в большом и сложном 30 технологическом процессе нацесения покрытий и комплекте оборудования для его выполнения.

Использование предлагаемого корпуса значительно повышает надежность 35 приборов, что дает возможность jee₍личить процент выхода годных корпусов с 87-90% до 97-99%, и кроме того, дает значительную экономию за счет исключения из конструкции корпуса драгоценных металлов '(золота, серебра упрощения технологического процесса изготовления крышки и основания, исключения покрытий золотом, серебром, никелем, медью, а также оборудования и исполнителей для этих технологических операций,

Применение (/.-титановых сплавов, плотность которых почти в два раза меньше, чем к железа и ферроникелевых сплавов, позволит значительно уменьшить массу радиоэлектронной аппаратуры (один из наиболее важных показателей ее совершенства).

Claims (1)

1. -Изобретение относитс  к радио-Ьлектронной технике, в частности к корпусам микросхем, предназначенным дл  использовани  8 аппаратуре общего и специального назначени . Известны корпуса микросхем, содер жащие металлостекл нные основани , выполненные из са ава. ковар(железо никель, кобальт)29НК-Т и других ферроникелевых сплавов (47НД, 38ИД), и крышки из , меди, ник.ел . Материалы основани  корпуса - ков и ферроникелевые сплавы, с помощью которых, в основном, получают металл стекл н ше спаи, требуют защиты от коррозии. Такую защиту осуществл ют с помощью дополнительной операции - . покрытым никелем. Дл  соединени  крыш ки с основанием корпуса самым прог- рессив в 1м методом - контактной контур , ной конденсаторной сваркой, детали корпуса покрывают золотом и.серебром При сварке корпусов плавлением металла соедин емых деталей корпуса |Ч аргонно-дугова , электронно-лучева , лазерна  не удаетс  полностью исключить , даже использу  теплоотводы, тепловое воздействие на близко расположенные металлостекл нные спаи,а также непровары и выплески, привод щие к потере герметичностии низкому проценту выхода годных изделий. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  корпус микросхемы, преимущественно , дл  радиоэлектронно,й ап паратуры, герметизированной контурной контактной сваркой и содержащий металлоестекл нное основание и сва ренную с ним по пр молинейному участку отбортовки металлическую крышку.В известной конструкции крышка выполнена из железа или ферроникелевого сплава с покрытием серебром, а основание также из железа или феррогшкелевого сплава с покрытием золотом или медью. Выполнение крышки и основани  корпуса из некорроэионностойких материалов (железо или ферроникелевый сплав) требует защитного покрйти , а Дй  получени  герметичного соединеш{  деталей корпуса этих материалов конту ной контактной сваркой необходимо покрытие золотом и серебром.Эти покрыти ра%пла1л  сь в зоне контакта,образуют расплав с температурой 1050-1100 С,ко уторый, частично выдавлива сь наружу под действием усили  сжати , смачиваёт торцы свариваемых деталей, обраёу  ttexRy плм  литую перемычку. Нали ё в зоне контакта свариваемых дбталей при открытом характере их соединени  расплава приводит к интенсивному вьщавливанию жидкой фазы из контакта, вйШёскам и. Как следствие, нёгерйе Г °1ад1Штй корпуса, что снижает надежность . Эти влени  снижают процент вы хода годных корпусов схем до 88-90% н ;; с0б гветственно, самих микросхем. Таким образом, нестабильность Ka.kecTsu сварного соединени  корпуса Ш га Гающа с  в его негерметичности, значительный расход драгоценныхметаллов (золота, серебра)  вл ютс  1нГёДЫ:таТками известных корпусов. Цель изобретени  - повышение надШсйбёти при одновременной снижений стоимости. . Это достигаетс  тем, что основание и крьшка корпуса выполнены из oL tIKtSHOBbrO сплава при соотношении то щнн отбортовок крьпйки основани  1:2 1:3 и при ширине пр молинейного участка отбортовки не более 0,5 мм. На чертеже схематично изображён корпус микросхё№1 с частичным вырезом стенки. Корпус состоит из металлостекл нногр основани  1 и металлической крышки 2, выполненной из сзб -титаИовогО сплава (например, ВТ1-ЮО). В металлостекл нном основании, выполненном из cL -титанового сйлйва, впа ны с помощью стекла С 54-1 выводы 3 дл  соединени  корпуса микросхемы с печатной платой и далее с другими электрорадиоэлементами - с одной ёторОны, и прйсоедин ени  микросхемы щ оволочным(или другим}монтажом с другой сторОны. Основание и крышка корпуса отборт ваны, а ширина пр молинейного участка отб6р |&amp;Й1Ш ШШ;й1ййЙй не более 0,5 мм. Внутри корпуса раз ,мещена микросхема 4 на диэлектрической плате или в виде полупроводникового кристалла. Корпус микросхемы изготавливают следук цим образом. Крышку корпуса вырубают из титановой , ленты штамповкой на нескольких штампах,с предварительным отжигом материала.Оснбвание корпуса также вы|полн ют штамповкой из листа,после чего термически обрабатывают,окисл ют и собирают в графитовых формах вместе со стекл нными трубочками, изготовленными из вышеуказанного стекла, и металлическими выводами, вставленнь1Ми в них. Вс  эта сборка поступает в конвейерную печь, где осуществл етс  спай стекла с основанием корпуса и выводами . В дальнейшем основание контролируют на герметичность масс-спектрометрическим методом и после сборки в нем микросхемы направл ют на окончательную операцию герметизации выполн емую контурной контактной сваркой. Выполнение деталей корпуса из с| тйтановых сплавов и соединение основани  с крышкой контурной контактной сваркой позвол ет, использу  высокие пластические свойства этих материалов и выбранной дл  этих сплавов режим сварки, получить герметичное и прочное сварное соединение без расплавлени  соедин емых деталей, т.е. в твердой фазе. При этом в процессе сварки благодар  свойствам выбранного материала дл  крышки и основани  корпуса были достигнуты оптимальные температурнО-скоростные услови  дл  его пластической деформации, при которой nOBepkHOCTb контакта свариваемых деталей оказалась максимальной. Наилучшие качество сварного соединени  по герметичности и прочности контурной ковденсаторной сварки получено при соотношении толщин отбортовок крышки и основани  1:2 - 1:3. При соотношении толщин отбортовок крышки и основани  йенее 1:2 имеет место значительна  пластическа  деформаци  по контуру, величина которой не допустима с точки зрени  как прочностных показателей, так и обеспечени  требуемых габаритов. соотношении же толщины отбортовки Крышки к толщине отбортовки основани  более 1:3 достигаема  пластическа  деформаци  недостаточна как с точки Зрени  получени  требуемой герМетичностй , так и прочности сварного соединени . Так как скорость пластической деформации мaтepиaJia крышки и оснора , ни , соедин емых по отбортовке, а также величина общей деформации осад деталей корпуса значительна, то дост жение требуемого качества сварного соединени  возможно только при выполнении пр молинейного участка отбортовки не более 0,5 мм. Полученные сварные соединени  крышки и основани  корпуса из od.-титановых сплавов ВТ1-00, ВТ1-0 имеют высокие показатели прочности и герметичности при хорошей их стабильности и полном отсутствии выплесков и подобных дефектов, что повьппает надежность корпуса и обеспечивает 97 99% выхода годнь1х корпусов микро/ схем. Благодар  крррозионной стойкости деталей корпуса, выполненных из об титанового сплава, отпала необходимость покрыти  их никелем, золотом, серебрим и медалью, что позволило по чить значительную экономию драгоценных и дефицитных металлов, измер емую в маспгтабах всей промышленности сотн х килограммов золота, серебра, никел . Соответственно исключаетс  необходимость в большом и сложном технологическом гтроцессе на,несени  покрытий и комплекте оборудовани  дл его выполнени , Использование предлагаемого корпу са значительно повышает надежность приборов, что дает возможнос-гь jeeЛичить процент выхода годных корпусов с 87-90% до 97-99%, и кроме того, дает значительную экономию эа счет исключени  из конструкции корпуса драгоценных металлов (золота, серебра упрощени  технологического процесса изготовлени  крышки и основани , исключени  покрытий золотом, серебром, никелем, медью, а также оборудовани  и исполнителей дл  этих технологических операций, Применение о6-титановых сплавов, плотность которых почти в два раза меньше, чем к железа и ферроникелевых сплавов, позволит значительно уменьшить массу радиоэлектронной аппаратуры (один из наиболее важных показателей ее совершенства). Формула изобретени  Корпус микросхемы, преимущественно, дл  радиоэлектронной аппаратуры, герметизированный контурной контактной сва:ркой и содержащий металлостекл нное основание и сваренную с ним по пр молинейному участку отбортовки металлическую крышку, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности при одновременном снижении стоимости, основа ние и крышка корпуса выполнены изс/--титанового сплава при отношении толщины отбортовки крышки к толщине отбортовки основани  не менее 1:2 и не более 1:3 и при ширине пр молинейного участка отбортовки не более 0,5 мм.

   I