Mengapa kemasan IC keramik?

Sebagai seseorang yang tidak memiliki latar belakang elektronik, saya bertanya-tanya: mengapa IC dikemas di dalam keramik atau plastik? Saya pikir kami ingin panas keluar secepat mungkin, dan keramik adalah isolator termal yang baik.

Dalam paket IC tentu diinginkan untuk menghilangkan panas dengan resistansi termal serendah mungkin.

Namun, pada saat yang sama, isolasi listrik dan perlindungan dari oksidasi / korosi juga diinginkan, setidaknya untuk komponen diskrit yang cenderung ditangani atau terpapar ke lingkungan.

Kemasan isolasi seperti keramik atau plastik memungkinkan isolasi dan perlindungan ini, sementara memungkinkan pembuangan panas melalui jalur yang terkontrol, seperti heat sink terintegrasi atau tab pendingin di beberapa paket, atau hanya melalui pin pada paket lainnya.

Banyak paket IC juga dijual dalam bentuk bare die, atau paket skala chip wafer (WLCSP), agar proses perakitan sirkuit terhubung langsung ke PCB. Chip telanjang kemudian dilindungi lingkungan menggunakan pot epoksi atau lapisan perlindungan serupa, setelah menyolder atau mengikat benjolan timah ke papan sirkuit.

Kemasan telanjang seperti itu tentu saja membutuhkan peralatan perakitan yang lebih canggih daripada paket IC (dan pitch kontak yang jauh lebih besar), sehingga tidak untuk semua orang.

Jenis chip yang paling umum terlihat dalam paket keramik adalah mereka yang memiliki memori yang dapat dihapus-UV. Untuk memungkinkan memori tersebut digunakan kembali setelah diprogram, harus dimungkinkan untuk mengekspos cetakan ke sejumlah besar sinar UV. Ini mensyaratkan bahwa chip memiliki jendela kuarsa, dan memasang jendela kuarsa pada sebuah chip pada gilirannya mengharuskan paket chip dibuat dari sesuatu yang karakteristik ekspansi termalnya cukup sesuai dengan kuarsa. Jika jendela kuarsa dipasang dalam paket epoksi, ekspansi termal dan kontraksi paket kemungkinan akan menyebabkan segel gagal, memungkinkan udara atmosfer (termasuk uap air) mencapai bagian dan menghancurkannya. Saya pernah melihat satu keping yang sepertinya terbuat dari epoksi dengan jendela plastik yang terlihat agak "susu"; Saya tidak' Namun, saya tidak memeriksanya cukup dekat untuk mengonfirmasi hal itu. Jika itu adalah jendela plastik, itu mungkin akan dapat digunakan untuk beberapa siklus penghapus UV, tetapi banyak plastik menurunkan degradasi UV yang relatif cepat. Mungkin seseorang mengira bahwa membuat chip EPROM dengan kasing plastik akan menghemat biaya yang cukup bahkan jika mereka akan gagal setelah beberapa kali penggunaan, mereka akan cukup dapat digunakan kembali untuk membenarkan menggunakannya bukan bagian yang tidak berjendela, dan cukup murah untuk membenarkan menggunakannya. bagian keramik. Saya pikir mereka tidak pernah tertangkap. d cukup dapat digunakan kembali untuk membenarkan menggunakannya bukan bagian yang tidak berjendela, dan cukup murah untuk membenarkan menggunakannya bukan bagian keramik. Saya pikir mereka tidak pernah tertangkap. d cukup dapat digunakan kembali untuk membenarkan menggunakannya bukan bagian yang tidak berjendela, dan cukup murah untuk membenarkan menggunakannya bukan bagian keramik. Saya pikir mereka tidak pernah tertangkap.

Tempat utama lainnya yang pernah kulihat adalah bagian keramik di tempat-tempat di mana ada bagian atas logam yang akan ditenggelamkan. Di sana lagi, stabilitas dimensi keramik diperlukan untuk mencegah segel gagal dalam kondisi suhu yang berubah.

Keramik digunakan dalam aplikasi RF dan microwave karena mereka memiliki sifat isolasi dan impedansi penting untuk radar, dan menara BTS ponsel. Banyak plastik dan epoksi menyerap kelembapan dari udara. Mengubah karakteristik dengan perubahan kelembaban. Ini mempengaruhi penyetelan frekuensi. Mereka dapat ditutup dengan cukup baik untuk memperlambat infiltrasi dan kerusakan oleh hidrogen dan oksigen dalam satelit yang mengorbit.

Untuk konduktivitas termal sebenarnya BeO sangat baik tetapi proses pembuatannya berbahaya. Aluminium nitride cukup baik secara termal dan dapat digunakan lagu sesuai desain. Terakhir masalah lain dengan plastik adalah bahwa beberapa chip akan berjalan cukup panas untuk melelehkan atau memecahnya. Ada aplikasi yang menggunakan logam berlapis keramik yang tidak memengaruhi frekuensi RF.

Bagian sekolah lama datang dalam kaleng logam yang kurang populer. Kaleng tidak umum untuk bagian yang diproduksi massal. Paket keramik dan plastik direkayasa untuk memiliki konduktivitas termal yang cukup tinggi (~ 20W / m ∙ K), dan mereka datang di sebagian kecil dari biaya paket logam. Paket keramik biasanya berwarna putih karena merupakan bahan alumina tinggi. Paket plastik berwarna hitam karena mengandung karbon hitam dan / atau grafit untuk menghilangkan panas dan muatan statis.

Memori militer awal sembilan puluhan awal berada dalam paket keramik dengan paket keramik berlapis emas. Saya bekerja di ruang bersih perakitan backend merawat mesin dieattach eutektik pengikat baji aluminium dan bevel saw. Prosesnya adalah ikatan silikon emas eutektik ikatan aluminium wedge. Die bond mengalami lebih dari 20 gs posting terbakar bersama dengan pengujian seumur hidup