Waarom hebben sommige IC's een keramische huis

benleentje

Golden Member

Hoi, IK ben weer eens in mijn lade kastje gedoken om alle IC's te archiveren en in de juiste bakjes te doen.
Wat me opvalt is dat van de jaren 80 de meeste IC's die ik heb uit keramische materiaal bestaat. En de laatse waar ik nu even mee bezig was lijkt zelf uit keramiek en Plastick te bestaan. Normale keramische behuzingen zijn vrijwel geheel grijs, deze is grijs van onderen en zwart van boven.

Wat ik heb kunnen vinden kan kunnen keramische IC's een hogere temperatuur aan, en er zijn varianten Met de S suffix = Space voor een bepaalde PROM versie = SPROM.
Dat van die hogere temperatuur is dat enkel vanwege de soldeer methodes van die tijd of waren er andere voordelen/ nadelen aan een keramisch huis.

Nadeel is bv het gewicht een bakje met 160 van deze IC's in 16 pins uitvoering weegt denk bijna 1.5kG. Dus niet bepaald geschikt voor in een Mobiele telefoon :).

Ik ben ook wel nieuwsgierig hoe dat gemaakt werd. De "Molded Platick" verpakkingen bestaat eigenlijk gewoon letterlijk uit gesmolten plastiek. Plastiek smelt bij relatief lage temperaturen en ik kan me voorstellen dat dit in het toestand letterlijk over de kale Chip en aansluitingen word gegoten. Bij keramiek die ik bv aan klei, maar dat kan je niet in vloeibare toestand gieten en het moet gebakken worden en daar worden chips niet zo blij van.

Een oude pentium chip is ook keramisch, worden keramische IC's nog steeds gemaakt of is daar een soort vervanger voor bedacht?

Zou ik nog graag het fabrikant van deze chip weten ik herken het logo niet.

Mensen zijn soms net als een gelijkrichter, ze willen graag hun gelijk hebben.
High met Henk

Special Member

Ttl vs cmos zou ook wel eens een rol kunnen spelen.

E = MC^2, dus de magnetische compatibiliteit doet kwadratisch mee???
benleentje

Golden Member

Bedoel je met TTL vs CMOS de 7400 vs 4000 of wat anders? Want in de 7400 en 4000 serie zijn er gewoon keramische varianten te vinden.

Mensen zijn soms net als een gelijkrichter, ze willen graag hun gelijk hebben.

Op 29 december 2018 22:55:23 schreef benleentje:
Zou ik nog graag het fabrikant van deze chip weten ik herken het logo niet.

Dat is Signetics

Op 29 december 2018 23:19:34 schreef ohm pi:
[...]Dat is Signetics

Nee... Dit is toch echt een oud logo van National Semiconductor. Signetics had altijd een vierkante letter S als logo.

This is the world we know best, the world of madness

@Blackfin
Je hebt helemaal gelijk.

[Bericht gewijzigd door ohm pi op zaterdag 29 december 2018 23:56:40 (82%)

benleentje

Golden Member

Wel grappig als je National Semiconductor afkort krijg je NS en het logo op de chip lijkt wel op het spoor van onze eigen NS :)

Mensen zijn soms net als een gelijkrichter, ze willen graag hun gelijk hebben.

De uitleg die ik tot mij nam back in the '80 was, dat de chips met een keramisch huisje voor gebruik buiten de aardse dampkring geschikt waren.
De o.a. ionen die in "outer space" standaard met een rotgang door alle materie heen knallen konden bij de keramische variant geen schade toebrengen.

Logo is inderdaad National Semiconductor.

TonHek

The fastest way to succeed is to double your failure rate.

Keramiek heeft geen last van out-gassing. Epoxy en plastics dampen uit en geven troep op contacten in de ruimte c.q. vacuum.

Arco

Special Member

Keramische ic's zijn beter temperatuur-bestand en kunnen beter in vochtige omgevingen toegepast worden.
(beide helften waren op elkaar geplakt met een soort kunsthars)

Schijnbaar vertrouwde met de bonding tussen 'molded' ic's en de pinnen nog niet zo erg op vochtdichtheid...

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com
Tidak Ada

Golden Member

Keramische behuizingen van IC’s waren en zijn bedoeld voor militaire en industriële toepssingen. De warmtegeleiding en de afdichting, zowel als de stralingsbestendigheid zijn beter dan van epoxy of silicone.
Er zijn ook IC’s van wit keramisch materiaal, zowel van boven als van onderen afgedekt met verguld metaal. Die vallen in de categorie “hermetisch”.
Alle keramische uitvoeringen zijn vergelijkbaar met wat in de buizentechniek met “S.Q.” wordt aangeduid.

Rommelige werkplek? In de natuur is wanorde de meest stabiele toestand; de entropie is dan maximaal. Het handhaven van "orde" kost daarom altijd energie. ----> TUBE COLLECTORS ASSOCIATION - †
RAAF12

Golden Member

Ook mooi te zien in de 7400 en 5400 serie de eerste was plastic en deed 0°+70°C de tweede was ceramic en deed -55°C +125°C
https://www.eetimes.com/author.asp?section_id=182&doc_id=1322881

mel

Golden Member

Die hoge temeratuurtoepassing is militaire apparatuur. Die moeten zowel op de pool als in de tropen blijven functioneren.
Voor industrieele toepassingen , werd,(en word) nog steeds van alles gebruikt.
Ik heb wel eens een machine zien draaien op een hobby 6802 bordje. :P

[Bericht gewijzigd door mel op zondag 30 december 2018 06:41:16 (38%)

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..

Ik dacht dat het ook mogelijk was dat in de kunststof behuizingen zuurstof kan diffunderen. Gevolg zou oxidatie van de bonding draden kunnen zijn. De keramische materialen zouden daarvoor wel dicht zijn. Daardoor ook geschikter voor militaire en ruimtevaart toepassingen waar inderdaad extreme onder en overdruk situaties en snelle overgangen daarin kunnen ontstaan.

Bonddraden zijn van goud in militaire- en ruimtevaarttoepassingen, dat geeft geen oxidatie.

Ruimtevaart en vacuüm hebben absoluut materiaal nodig wat geen outgassing geeft. Keramiek werkt daar goed. Outgassing betekent dat zeer kleine hoeveelheden materiaal uit plastics ontsnappen (alle kunststoffen doen dat, vooral in vacuum) en elders neerslaan. Dat geeft o.a. onbetrouwbare contacten in schakelaars en relais.

Ook geeft keramiek minder mechanische stress door (stijver) en is de temperatuurcoëfficiënt beter gematched met de chip. Dat vergroot het temperatuurbereik tot datgene wat de chip aankan. Bij -55C doet silicium het echter niet meer zo goed, ik betwijfel of de chip dan nog aan de specs voldoet.

Anoniem

Hoeben heeft mijn opmerking over de gouden bondingsdraadjes voor mijn neus weggesnoept.

Maar er zijn ontzettend veel redenen waarom men het vroeger anders deed. Denk daarom niet dat men toen dommer was of zo.

Het is gewoon evolutie. Dino's waren niet primitief, ze waren in hun tijd het meest suc6vol en perfect aangepast aan de toen heersende omstandigheden. Tot ze zich (net als ik) niet meer aan de te snel veranderde omgeving konden aanpassen. En evolutie betekent ook steeds toenemende complexiteit.

Je kunt een 50 jaar oude technologie niet helemaal objectief door een hedendaagse bril bekijken, maar het was wel een onmisbare schakel in de tijd. Je kunt het dak van een huis pas leggen als de onderliggende lagen er zijn. (al gaat dat ook niet altijd meer op ;-) )

[Bericht gewijzigd door Anoniem op zondag 30 december 2018 14:45:36 (22%)

Silicium is bij lager temperaturen inderdaad niet meer bruikbaar.
Daar worden vaak HEMT FETs (GaAs) gebruikt en soms FinFETS (diamant).
De laatste zijn ook extreem goed bestand tegen kosmische straling.
HEMPT werkt nog goed bij 4K waarbij de kale chips vaak zonder behuizing gebond worden.

In grote lijnen zijn plastic behuizingen ontworpen voor massaproductie en "normale" bedrijfsomstandigheden.
Keramiek wanneer het stabiel en onder extreme omstandigheden moet blijven functioneren.
Het is wel een stuk duurder.

De eerste IC´s chips waren prijzig om te fabriceren en erg duur ten opzichte van de behuizing.
Toen speelde de prijs van een keramische uitvoering een kleinere rol in de totaalprijs.
Tegenwoordig is dat vaak omgekeerd.
Bovendien zijn de gebruikte kunststoffen en productiemethoden ook aanzienlijk verbeterd.

Sine

Moderator

Jep, die LM324 is nou niet echt een exoot, hier ligt nog ergens wat cmos in keramiek (4013 oid) da's ook niet echt spannend.

Keramisch met vergulde dekseltjes kwam inderdaad ook voor, dit zit in een late 60's Systron Donner counter.
Ook al iets relatief niet spannends, een SN7490.

http://www.gigawatts.nl/co/div/systron_donner_counter/IMG_1916.JPG

http://www.gigawatts.nl/co/div/systron_donner_counter/IMG_1900.JPG

[Bericht gewijzigd door Sine op zondag 30 december 2018 14:54:39 (62%)

blackdog

Golden Member

Hi,

Deze is wel spannend, een LT1088 van Lineair Technology.
Wat een breedband RMS converter is, waarvan de chip inwendig is geplakt op een "stukje schuim" zodat hij niet aan de warmte massa van het huisje vast zit.
Dit is een echte RMS converter die met warmte werkt in een brug schakeling, twee weerstanden en twee dioden zitten er in.
http://www.bramcam.nl/Diversen/LT1088-01.png

Die zelfde techniek is later gebruikt in de LTZ1000 in de "A" versie.

Bijna altijd zijn de ceramische behuizingen toegepast bij apparatuur die aan grote temperatuur schommelingen onderhevig waren.
Ook als "gassen" een probleem waren en gevoeligheid voor vocht.
In de oude data boekken kan je lezen welke protocollen er allemaal zijn voor het testen van "lekken"

Bij de Spannings referenties heeft een Ceramische behuizing nog een voordeel dat de chip niet of veel minder onderhevig is van aan mechanische spanningen.
Dit is alleen niet zo bij de moderne kleine versie van de Mechanische behuizing zoals de LT1236 in de LS8 uitvoering van hun spannings referenties.
Deze zijn nog steeds gevoelig voor mechanische stress.

Zie onderstaande link betreffende een scalp van een LT1236-LS uitvoering.
https://www.eevblog.com/forum/metrology/decapping-the-lt1236ls8/

Groet,
Bram

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.
benleentje

Golden Member

waarvan de chip inwendig is geplakt op een "stukje schuim"

Ik zie een een complete chip op schuim, Is dus dubbel beter :).

Jep, die LM324 is nou niet echt een exoot,

Weet ik wel, het was echter de eerste die ik tegenkwam waarbij de behuizing net enkel grijs was, maar mooi zwart.

Ik vraag me wel af waarom deze chip zo enorm groot is voor een 32 pins

[Bericht gewijzigd door benleentje op zondag 30 december 2018 17:26:17 (13%)

Mensen zijn soms net als een gelijkrichter, ze willen graag hun gelijk hebben.
Thevel

Golden Member

Bij de TCA220 staat de tekst op zijn kop?

blackdog

Golden Member

Hi Benleentje,

De ADC80-12 is vrijwel zeker een hybride, dus meerdere chips in een behuizing.

En wat Thevel aangeeft is ook wel een beetje vreemd, dat heb ik maar weinig gezien...

Groet,
Bram

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.
Sine

Moderator

Dat is ook niet echt een opdruk zoals je hem van een fabrikant met naam verwacht.

Voor mij ook een onbekende overigens, 3x high speed opamp. Een video ampje?
Volgens de datasheet van flips hoort hij in een plastic behuizing.

maartenbakker

Golden Member

Het kan een xxxOM preproductietype zijn dat haastig als productiesample gestempeld is. Op basis van alleen de stempeling zou ik in elk geval niet durven uitsluiten dat het toch een merkproduct is. Zeker vanwege de toch dure behuizing.

Alternatief zou zijn een Oost-Europese import. Je kunt natuurlijk geen IC met Russische opdruk in een NAVO-apparaat monteren maar de kwaliteit zal gewoon goed zijn.

www.elba-elektro.nl | "The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."
benleentje

Golden Member

Was mijn nog niet opgevallen. Ik heb deze chips van een oude verzamelaar overgenomen en ik vermoed daarom niet dat het om namaak gaat. Ik heb ca 80 stuks van dus kan er makkelijk een paar op offeren voor een test.
Ze kunnen allen stroom uitsturen als een emitter volger en dan ook geen stroom opnemen. IS het dan nog wel een echte opamp?

Ik durf het bijna niet aan blackdog te vragen "Maar past deze niet in de hoge resolutie voeding" :).
Nee AUB geen antwoord het is echt als grap bedoelt

[Bericht gewijzigd door benleentje op zondag 30 december 2018 20:40:28 (14%)

Mensen zijn soms net als een gelijkrichter, ze willen graag hun gelijk hebben.