硅酮塑封晶体三极管

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许多读者对图1(a)所示的金属外壳封装的晶体三极管比较熟悉。下面,我们向读者介绍另一种采用硅酮塑料封装的晶体三极管(见图1(b))。它具有体积小、重量轻、绝缘防潮性能好、生产成本低、效率高等优点。目前一些袖珍式半导体收音机及其他一些仪器设备中都已普遍应用。现将这种晶体管的构造、特点、种类和用途作一个简单介绍。

结构与特点

图2
图2 🔍原图 (794×462)

目前国内生产的硅酮塑料封装管(简称塑封管)有三种管型,见图2所示。其中S-1和S-2型是小功率管(功率在300毫瓦以下);S-3型是中功率管(功率为700毫瓦),它本身带有散热板。

图3
图3 🔍原图 (578×374)

塑封管的内部结构分两种,一种是管心的位置在上部;另一种是管心的位置在中部,如图3(a)(b)所示。制造塑封管,需要预先在铜皮上冲制引线架(见图4(a)),将管心烧结在引线架上,见图4(b)所示(此图是将引线架上第一、二个管子架加以放大画出的示意图)。再用硅铝丝或金丝将管心的各极与管腿焊接起来,然后涂上保护涂料,待涂料固化后,即用硅酮塑料模压成形,如图4(c)所示。最后冲去引线架上连接部分(图4(d)中的斜线部分),塑料管就制成了。

图4
图4 🔍原图 (1212×354)

塑封管采用铜皮冲制的管腿,可节省含大量稀有金属的可伐材料(铁、镍、钴按一定配比制成的合金)。塑封管省去了管座、管帽的制造过程,有利于产品自动化生产,因而塑封管的成本要比金属封装晶体管低得多。

硅酮塑料是为半导体电子产品封装而设计的新颖塑料。它属于热固性塑料,待固化后,它不但具有良好的电学性能,而且具有很高的耐热性和热稳定性。它的热形变温度在350℃左右,所以不怕电烙铁烫。将硅酮塑料封装的器件放在150℃的高温中长期存放(几百小时),并进行例行寿命试验,器件性能也没有明显变化。由于硅酮塑料的比重仅1.9克/(厘米)\(^{3}\),封装体积又小,用它封装的晶体管比金属壳晶体管轻三分之二。由于塑料是绝缘的,用它封装的管子可以紧密地排列在一起,可相应缩小整机的体积。此外塑封管还有以下优点:

(1)由于此管的各极外引线是铜的,容易焊接,不容易锈蚀,因此塑封管具有良好的防潮性能、抗盐务性能和焊接性能。

(2)塑封管是注压成形的,硅酮紧紧地包在管心周围,因此管心产生的热量可直接通过导热性良好的硅酮散出。而在金属壳封装的晶体管中,管心所产生的热量一部分靠热辐射通过空气传到管壳后散出,另一部分靠引线脚将热传导出去,所以同样的管心,硅酮封装比金属壳封装晶体管耗散功率大。

(3)由于塑封管与金属壳晶体管结构不同,又由于硅酮塑料的介电常数(3.8~4.1)小于玻璃介电常数(5.1),所以塑封管的引线电容相应减小,从而改善了产品的高频性能。当然塑封管还存在某些缺点。例如塑料与金属引线的热膨胀系数不同,影响了接合处的密封性,这个问题有待于进一步解决。

种类和用途

国内常见的塑封管一般都是硅管,有PNP型,也有NPN型,具体型号、主要参数和用途见附表。其中除了3DX204和3CX204的管型为S-3型外,其余均为S-1和S-2型。在收音机、电视机以及其他仪器中,塑封管可以代替同类型的金属壳封装管。使用塑封管时要注意管脚排列,可用下列方法来识别:即认定一个标记,把此标记面对自己,从左到右为E、B、C。S-1型管子外形是圆柱形,剖出一个平面作为标记;而S-2、S-3形是方柱形的,去掉一个倒角为标记。

图5
图5 🔍原图 (1288×1483)

塑料封装是近年来发展起来的一项新工艺,目前正处在推广应用阶段,随着电子工业的飞跃发展,塑封工艺将不断提高,塑封产品不断增多,应用范围越来越广泛。(上海无线电四十一厂技术组)

图1
图1 🔍原图 (593×657)