27. Состояние и тенденции развития элементной базы для поверхностного монтажа: чип-компоненты и компоненты в корпусах типа sod и sot

Толчком для развития направления ТМП явилось повышение степени интеграции разрабатываемых ИС, совершенствование микроэлектронных технологий, позволяющих получать топологические размеры с величиной менее 1 мкм, требования снижения массогабаритных показателей, повышения быстродействия. Установлено правило, в соответствии с которым шаг расположенных по периметру корпуса выводов и топологические размеры ИС отличаются на 3 порядка. Так, для сохранения электрических характеристик кристалла с топологическими размерами 1 мкм его следует монтировать в корпусе с шагом выводов не более 1 мм. К началу 80-х годов корпуса типа DIP (Dual In-line Package) с двухрядным расположением выводов с шагом 2,54 мм уже не могли удовлетворить потребности разработчиков электронных компонентов. Корпуса с шагом 1,27 мм и меньше применялись в относительно небольших количествах в военной, авиакосмической и другой аппаратуре специального назначения. Попытки доработать корпуса типа DIP под шаг 1,25 мм и менее натолкнулись на технологические трудности, связанные с ограниченными возможностями технологии монтажа в отверстия (ТМО), в частности, сверлением отверстий в плате с таким шагом. Выход был найден в переходе на новый метод монтажа без сверления отверстий – к технологии монтажа на поверхность (ТМП). К этому времени уже были разработаны и освоены некоторые компоненты (резисторы, конденсаторы), которые использовались при изготовлении ГИС и МСБ. Однако ТМП ужесточила требования по устойчивости к воздействию климатических факторов, поскольку чип-резисторы и конденсаторы для ГИС и МСБ изготавливались в незащищённом исполнении для применения внутри корпусов ГИС.

В настоящее время разработана достаточно обширная номенклатура компонентов для ТМП, включающая резисторы, конденсаторы (в том числе переменные), катушки индуктивности, микротрансформаторы, реле, кварцевые резонаторы, диоды, транзисторы, микросхемы. Данные компоненты имеют несколько разновидностей корпусов: безвыводные с облуженными торцами, с укороченными выводами типа крыла чайки или J-образными, цилиндрические корпуса с металлизированными торцами. Рассмотрим эти корпуса подробнее.

Чип-корпус – безвыводный корпус прямоугольной формы для простых пассивных компонентов типа резисторов и конденсаторов.

Чип-резисторы и чип-конденсаторы изготавливаются по групповой технологии на подложках большого размера (обычно 60х48 мм), затем после скрайбирования подложка разламывается на отдельные части (английское слово chip означает осколок). После разламывания на торцы чип-компонента наносится многослойная металлизация (толстопленочный проводник – барьерный слой никеля – слой припоя) с трех или пяти сторон для каждого торца (последний вариант применяется для высоконадежных компонентов). При изготовлении чип-резисторов обычно применяется толстоплёночная технология. Резистор состоит из керамического основания, резистивного слоя (окись рутения), внутреннего контактного слоя (палладий-серебро), барьерного слоя (никель),внешнего контактного слоя (сплав олово-свинец). Тело резистора защищается покрытием из боросиликатного стекла с нанесением несмываемой кодовой маркировки номинала.

Малогабаритный диодный корпус SOD (Small Outline Diode) – пластмассовый корпус с двумя выводами типа «крыло чайки». Предназначен для диодов, светодиодов, варикапов. Наиболее распространенным является корпус SOD-80, отечественным аналогом которого является корпус КД-34.

Малогабаритный транзисторный корпус SOT (Small Outline Transistor) имеет от 3 до 6 выводов. Корпус имеет пластмассовую оболочку и укороченные выводы типа «крыла чайки». Помимо транзисторов, в него могут монтироваться диоды, варикапы, усилители. Является первым корпусом для поверхностного монтажа, программа разработки которого была реализована фирмой Siemens более 20 лет назад. Наиболее распространённый корпус – SOT-23.