Для  защиты полупроводникового кристалла  с активными и пассивными элементами  от внешних механических, климатических  и световых воздействий его  помещают в специальный корпус. Корпус является важным элементом  полупроводникового прибора и  ИМС, от конструкции которого во многом зависят их надежность и нормальная работоспособность.

   Основные  функции корпуса: объединение  всех элементов прибора в единый  комплекс; отвод теплоты от полупроводникового  кристалла; предотвращение передачи  механических напряжений к кристаллу; обеспечение изоляции токоведущих частей; защита от влаги, газов и агрессивных сред.

    Особую группу приборов составляют туннельные диоды, конструкции корпусов которых значительно отличаются от конструкций приборов других классов. В основе конструкции заложен таблеточный вариант корпуса. Внешними выводами служат ленточные полоски или крышки корпуса.

   На рисунке показана конструкция корпусов типа КД-102,КД-104 для туннельных диодов, используемых в полосковых линиях. В этой конструкции отсутствуют гибкие ленточные выводы. Корпус представляет собой плоскую таблетку. Основу корпуса составляет баллон, выполненный с помощью спая двух металлических деталей (кристаллодержателя и фланца) с керамической втулкой. Окончательную герметизацию корпуса проводят привариванием к фланцу баллона крышки из никеля или ковара. В данном случае кристаллодержатель и фланец изготовлены из ковара, керамическая втулка из стеатитовой керамики СК-1,крышка из НП2Э. Припой, используемый в соединениях, - ПСр-72 . Кристалл из кремния. 

Стеатитовая керамика

   Стеатитовая керамика предназначена для получения изделий, используемых в высокочастотной аппаратуре. Сырьем является тальк, глины, углекислые кальций и барий и органические пластификаторы. Изделия получают отливкой в гипсовые формы, пластическим формованием, прессованием, выдавливанием и другими методами. После сушки изделия обжигают при 1230 - 1350 С. Изделия обладают высокой механической прочностью и небольшими диэлектрическими потерями. В зависимости от исходного сырья и технологии получения стеатитовую керамику разделяют на несколько марок.

   Стеатитовая керамика на тальковой основе марок Б-17, СЦ-4, С-55 и СК-1 применяется в производстве установочных керамических деталей, определяющих стабильность радиоаппаратуры, а также некоторых видов керамических конденсаторов.

   Стеатитовую керамику марок ЛБ ( ВК-92) и 623 ( № 7) используют в качестве высокочастотного вакуум-плотного диэлектрика, а керамику марок Б-17, СЦ-4, С-55 и СК-1 применяют при производстве установочных керамических деталей радиоаппаратуры и конденсаторов. 

   Преимуществом стеатитовой керамики является также малая усадка при обжиге, позволяющая получение изделий со сравнительно точными размерами. К тому же он не нуждается в глазуровке ( благодаря плотной структуре) и может дополнительно обрабатываться шлифовкой.  
 
 

Ковар

    Ковар — магнитный сплав, состоящий из кобальта (Co, 17 %) никеля (Ni, 29 %) и железа (Fe, остальное). Отечественная маркировка 29НК.

Магнитный сплав на основе железа, содержит Co и Ni. Характеризуется низким коэффициентом теплового расширения [(4,5—5,2)×10⁻⁶ 1/°C — в интервале 20—400 °C], близким к коэффициенту теплового расширения стекла. Температура плавления 1450 °C, удельное электрическое сопротивление 0,5 мкОм·м, температура Кюри 420 °C. Во влажной среде сплав подвержен коррозии, требует защитных покрытий. При впайке в стекло ковар образует прочное вакуумно-плотное сцепление, что используется в электровакуумной технике при изготовлении корпусов и токовыводов различных ламп, приборов. Предел прочности 65кг/мм^2. Теплопроводность 19 вт/м °С

Никель

   Никель, плотность 8, 9 г/см³, температура плавления 1453°С

   Чистый никель — металл серебристо-белого цвета, блестящ, очень твёрд, но хорошо поддаётся ковке и хорошо полируется. Как и железо, никель притягивается магнитом. По свойствам никель — близкий аналог железа и кобальта. Никель тягуч — из него легко вытянуть тонкие проволоки, сопротивление которых разрыву не меньше железных (масса груза для разрыва проволоки сечением 1 мм² равна 42 кг.).   

 Никель устойчив на воздухе и в воде, в некоторых кислотах, так как на его поверхности образуется устойчивая защитная плёнка. Металл легко растворяется в азотной кислоте. Раствор окрашивается в зелёный цвет благодаря образованию нитрата никеля Ni(NO₃)₂.      

 Никель  применяется во многих отраслях  народного хозяйства. Красивый  цвет никеля, блестящая политура, которую он может принимать  и которую сохраняет на воздухе,  потому что не окисляется, делают  его пригодным для многих изделий.  Из чистого никеля изготовляют химическую посуду, различные аппараты, приборы, котлы с высокой коррозионной стойкостью и постоянством физических свойств, а из никелевых материалов — резервуары и цистерны для хранения в них пищевых продуктов, химических реагентов, эфирных масел, для транспортирования щелочей, для плавления едких щелочей.

НП2Э-для анодов, траверс и других деталей электронных приборов

Припои

Припой — металл или сплав, применяемый при пайке для соединения заготовок и имеющий температуру плавления ниже, чем соединяемые металлы. Применяют сплавы на основе олова, свинца, кадмия, меди, никеля и др.

Пайку осуществляют или с целью создания механически  прочного (иногда герметичного) шва, или  для получения электрического контакта с малым переходным сопротивлением. При пайке места соединения и припой нагревают. Так как припой имеет температуру плавления значительно ниже, чем соединяемый металл (или металлы), то он плавится, в то время как основной металл остаётся твёрдым. На границе соприкосновения расплавленного припоя и твёрдого металла происходят различные физико-химические процессы. Припой смачивает металл, растекается по нему и заполняет зазоры между соединяемыми деталями. При этом компоненты припоя диффундируют в основной металл, основной металл растворяется в припое, в результате чего образуется промежуточная прослойка, которая после застывания соединяет детали в одно целое.

Выбирают припой с учётом физико-химических свойств  соединяемых металлов, требуемой  механической прочности спая, его  коррозионной устойчивости и стоимости. При пайке токоведущих частей необходимо учитывать удельную проводимость припоя.

Классификация припоев

Припои принято  делить на две группы — мягкие и  твёрдые. К мягким относятся припои с температурой плавления до 300 °C, к твёрдым — выше 300 °C. Кроме того, припои существенно различаются по механической прочности. Мягкие припои имеют предел прочности при растяжении 16—100 МПа, а твёрдые — 100—500МПа.

Мягкими припоями являются оловянно-свинцовые сплавы (ПОС) с содержанием олова от 10 (ПОС-10) до 90% (ПОС-90), остальное свинец. Проводимость этих припоев составляет 9—15% чистой меди. Большое количество оловянно-свинцовых припоев содержит небольшой процент сурьмы (такие припои обозначаются ПОССу).

Наиболее распространёнными  твёрдыми припоями является медно-цинковые (ПМЦ) и серебряные (ПСр) с различными добавками.

В последнее  время при выборе припоя более  серьёзно учитывают токсичность  его компонентов. В электротехнике и электронике (особенно в бытовой) всё чаще используют бессвинцовые припои.

Серебряные  припои

 
Наиболее надежными припоями, дающими весьма прочные паяные соединения, являются так называемые серебряные припои, содержащие, кроме серебра, медь, а также добавки цинка, фосфора, кадмия, олова, марганца и никеля. 
 
Серебряные припои пригодны для пайки всех черных и цветных металлов и сплавов, лишь бы температура плавления их была несколько выше температуры плавления припоя. Припои этой группы хорошо смачивают металлические поверхности, прекрасно заполняют зазоры швов, дают прочные и коррозионноустойчивые паяные соединения. 
 
Соединения, паянные серебряными припоями, в отличие от всех других припоев, хорошо сопротивляются ударным и вибрационным нагрузкам, а также выдерживают значительные изгибающие деформации. Наиболее широкое применение в промышленности имеют тройные серебряные припои, содержащие медь и цинк. 
 
Для того чтобы изменить в нужную сторону физико-механические или технологические свойства тройных серебряных припоев, например, чтобы увеличить прочность припоя, повысить или понизить температуру плавления его, а иногда чтобы сократить расход сравнительно дорогого серебра, в них добавляют другие металлы: никель, марганец, кадмий, олово и т. д. 
 
Состав тугоплавких серебряных припоев, применяемых в отечественной промышленности, регламентирован ГОСТ. В зависимости от химического состава припоев меняются их свойства, а следовательно, и область применения. Двойные серебромедные припои ПСр-72 и ПСр-50 обладают низким удельным электросопротивлением, поэтому особенно пригодны для паяния токопроводяших соединений, от которых требуется высокая электропроводность.

Припой  ПСр 72

   Припой ПСр 72 применяется для лужения и пайки меди, медных и медно-никелевых сплавов, никеля, ковара, нейзильбера, латуней и бронз; пайки железоникелевого сплава с посеребреными деталями из стали; пайки стали с медью, никелем, медными и медно-никелевыми сплавами; пайки меди с никелированным вольфрамом; пайки и лужения ювелирных изделий. 

Контактная  сварка

Контактная  сварка — процесс образования неразъемного сварного соединения путем нагрева металла проходящим через него электрическим током и пластической деформации зоны соединения под действием сжимающего усилия.

Контактная сварка преимущественно используется в промышленном массовом или серийном производстве однотипных изделий. Применяется на предприятиях машиностроения, в авиационной промышленности.

Машины для контактной сварки

Контактная сварка осуществляется на контактных сварочных  машинах, которые бывают стационарными, передвижными и подвесными, универсальными и специализированными. По роду тока в сварочном контуре могут быть машины переменного или постоянного тока от импульса тока, выпрямленного в первичной цепи сварочного трансформатора или от разряда конденсатора. По способу сварки различают машины для точечной, рельефной, шовной и стыковой сварки. Сварочный трансформатор машины понижает напряжение сети до 1—15 вольт. Для сжатия деталей и подвода тока силой 1—200 кА служат электроды из сплавов меди. Мощность машин 0,5—500 кВА. Усилие сжатия 0,01—100 кН (1—10000 кгс) создаётся пневмогидроприводом или рычажно-пружинным механизмом. Ток длительностью от 0,01 до 10 секунд включается контакторами с электронным управлением.

Любая машина для  контактной сварки состоит из электрической  и механической частей, пневмо- или  гидросистемы и системы водяного охлаждения. Электрическая часть в свою очередь состоит из сварочного трансформатора, прерывателя первичной цепи сварочного трансформатора и регулятора цикла сварки, обеспечивающего заданную последовательность операций цикла и регулировку параметров режима сварки. Механическая часть состоит из привода сжатия (точечные машины), привода сжатия и привода вращения роликов (шовные машины) или из приводов зажатия и осадки деталей (стыковые машины). Пневмогидравлическая система состоит из аппаратуры подготовки (фильтры, лубрикаторы, которые смазывают движущиеся части), регулирования (редукторы, манометры, дросселирующие клапаны) и подвода воздуха к приводу сжатия (электропневматические клапаны, запорные вентили, краны, штуцера). Система водяного охлаждения включает в себя штуцера разводящей и приемной гребенок, охлаждаемые водой полости в трансформаторе и вторичном контуре, разводящие шланги, запорные вентили и гидравлические реле, отключающие машину, если вода отсутствует или ее мало. Точечные и шовные машины включаются с помощью ножной педали с контактами, стыковые - с помощью комплекта кнопок. С органов управления поступают команды на сжатие электродов или зажатие деталей, на включение и отключение сварочного тока, на вращение роликов, на включение регулятора цикла сварки.

Разновидности контактной сварки

Точечная контактная сварка

Точечная контактная сварка — сварочный процесс, при котором детали соединяются в одной или одновременно в нескольких точках. Прочность соединения определяется размером и структурой сварной точки, которые зависят от формы и размеров контактной поверхности электродов, силы сварочного тока, времени его протекания через заготовки, усилия сжатия и состояния поверхностей свариваемых деталей. С помощью точечной сварки можно создавать до 600 соединений за 1 минуту. Применяется для соединения тончайших деталей (до 0,02 мкм) электронных приборов, для сварки стальных конструкций из листов толщиной до 20 мм в автомобиле-, самолёто- и судостроении, в сельскохозяйственном машиностроении и других отраслях промышленности.

Рельефная сварка

Рельефная сварка — сварочный процесс, при котором детали соединяются в одной или одновременно нескольких точках, имеющих специально подготовленные выступы-рельефы. Этот способ аналогичен точечной контактной сварке. Главное отличие: контакт между деталями определяется формой их поверхности в месте соединения, а не формой рабочей части электродов, как при точечной сварке. Выступы-рельефы заранее подготавливаются штамповкой или иным способом и могут присутствовать на одной или обеих свариваемых деталях.

Рельефная сварка применяется в автомобилестроении для крепления кронштейнов к листовым деталям (например, для крепления скоб к капоту автомобиля, для крепления петлель для навески дверей к кабине); для соединения крепежных деталей – болтов, гаек и шпилек. В радиоэлектронике применяется для присоединения проволоки к тонким деталям.

Шовная контактная сварка

Шовная сварка — сварочный процесс, при котором детали соединяются швом, состоящим из ряда отдельных сварных точек (литых зон), частично перекрывающих или не перекрывающих одна другую. В первом случае шов будет герметичным. Во втором случае шовная сварка выполненная отдельными точками без перекрытия практически не будет отличаться от ряда точек, полученных при точечной сварке. Процесс шовной сварки осуществляется на специальных сварочных станках с двумя (или одним) вращающимися дисковыми роликами-электродами, которые плотно сжимают, прокатывают и сваривают соединяемые детали. Толщина свариваемых листов колеблется в пределах 0,2—3 мм. Применяется при изготовлении различных емкостей, где требуются герметичные швы — бензобаки, трубы, бочки, сильфоны и др.