塑料封装小功率晶体管

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塑料封装晶体三极管(以下简称塑封管)是目前国内很有发展前途的分立器件。

特点与用途

塑封管与金属封装管相比,不但体积小、重量轻,而且生产成本低。因此它在电视机、收音机、录音机等民用电子产品领域内获得广泛的应用。

塑封工艺容易实现自动化生产,并且采用价格便宜的改性环氧作为封装料,因而大大降低了成本,同时也节约了大量金属材料。在性能上,由于采用共晶焊接的新工艺,避免了传统的烧结工艺带来的晶面划伤,烧结虚焊等弊病,使晶体管质量获得了很大的提高。在体积重量方面,塑封管仅为金属封装管的几分之一,特别是大功率塑封管,体积约为金属管的1/5左右,重量仅为金属封装管的1/7左右,由此可见,它为电子产品的小型化作出了贡献。

在抗湿性能方面,目前与金属封装管相比尚有一定的差距。这是由于包封时产生的塑料起泡,界面裂缝等引起,但是随着塑封工艺的不断完善,这个缺点是能够克服的。目前采用的二次包封技术,已经使塑封管的抗湿性能有了很大的提高。

分类

塑封管与金属封装管一样,一般将耗散功率小于1瓦的称做小功率晶体管。小功率管采用部颁标准S-1,S-2,S-3,S-4,S-5,S-6等封装形式,因此接外形来分有好几种,详见图1。按性能来分有高频管、低频管等,按极性分有PNP型、NPN型之分。

图1
图1 🔍原图 (645×2064)

构造

图2是一个小功率管的管芯,其中有发射极、有基极,图中的基片也就是集电极。在基片的反面镀有一层薄薄的金,其厚度大约只有几个微米。图3是金属框架、在框架的装管芯处也镀有一薄层金。管芯是通过共晶焊接的工艺来进行焊接的。金的熔点为1063°C,而硅的熔点为1415°C,但是金硅合金的共熔点只有400°C左右,塑封管就是利用这个原理巧妙地把硅基片牢牢地焊接在框架上。焊接时,首先把框架预先加热到400°C左右,然后将硅片放到框架上,经过轻轻摩擦,于是在硅片和框架上的金层之间就产生金硅合金,它在400°C就熔化成液态,等框架冷却后,硅片与框架就紧紧地结合在一起了。这种焊接方法比传统的烧结工艺要简单。对硅表面的损伤小,而且与框架结合得也牢,因而成品合格率高,性能也比以前有较大的提高。

图2
图2 🔍原图 (369×299)
图3
图3 🔍原图 (603×740)

内引线一般采用金丝或硅铝丝。小功率塑封管大都采用0.02~0.03mm的金丝,用金丝球焊方法进行焊接。

焊好引线的管芯经过表面保护后,就可进行封装。把要包封的框架放进模具加热到180°C,然后注入塑封料(改性环氧或硅酮),改性环氧在 180°C的高温下自行熔化成液态,缓缓注入模具,然后在这个温度下保持一段时间(大约三分钟左右),塑封料即自行固化,包封就告结束。最后,将框架多余部分(图3中阴影部分)剪切去,即形成单独的塑封管。

使用注意事项

1.使用塑封管前,必须查一下产品目录或使用说明。因为塑封管的管脚排列常与金属封装管不同。大多数塑封管中间的管脚是集电极,而一般金属封装管中间的管脚大多是基极,如不加注意,容易搞错、引起烧管事故。

2.安装前,先检查一下塑封管的封装有否开裂、缺角、气泡等现象,如有,则有可能会影响它的抗湿性能。

3.不要将管脚齐根反复弯折。在装制电路时,有时需要将管脚弯成一定的角度,最好是顺管脚方向前后弯折,不要将管脚左右掰开一个大角度,这样容易造成塑料开裂、引起漏气。

4.由于塑封管的管脚大多是扁平形的,有时无法将管脚插入印刷板焊孔,此时,应预先将印刷板孔稍作扩大,或将管脚用小锉刀锉窄一些。

5.塑封管由于长期存放管脚表面易氧化,此时需把管脚表面清洁一下,搪上一层锡,再焊入电路,以保证焊接的可靠。(胡钰明)