Paquetes IC de muy alta temperatura (>500C)

Estaba buscando paquetes de circuitos integrados en los que pueda montar una conexión de cable de oblea pequeña (3 mm x 3 mm) a los cables del paquete y realizar la operación a 500 °C. Me he puesto en contacto con un par de empresas que fabrican paquetes de circuitos integrados de cerámica, pero solo garantizan el funcionamiento hasta 250C. ¿Estos paquetes de cerámica aguantarían hasta 500C? Además, ¿hay alguna pasta térmica conductora para montar la oblea que pueda soportar 500C? ¡Cualquier ayuda sería muy útil!

¿Qué tipo de semiconductor está usando que pueda sobrevivir a tales temperaturas?
¿Tiene realmente una oblea que pueda funcionar a 500C?
Bueno, SiC puede, solo
estoy investigando en diamante
@HarshadSurdi No creo que el diamante esté en el mercado todavía. He visto algunas investigaciones al respecto , pero no creo que encuentres a nadie con circuitos integrados de diamantes. Hay compuestos de diamante para pegado térmico para sincronización de calor. El nitruro de galio también podría ser algo que debería revisar.
Sienna Technologies menciona empaques para temperaturas de 300-800°C. No tengo idea si sus productos funcionarán en su situación.
Tienes algunos comentarios y respuestas reflexivos. Trabajé en algo que diseñamos para operar usando piezas estándar disponibles comercialmente, haciéndolas funcionar a 180 C (por encima de sus especificaciones). El tiempo de funcionamiento útil que prometimos fue del orden de horas, no semanas o meses. Entonces, una gran pregunta que tengo para usted es: "¿Qué duración de la operación necesita?" La falta de discusión sobre esto parece ser un agujero evidente en su pregunta para mí.
Con respecto a las soldaduras de alto punto de fusión, la soldadura de plata extra fácil se derrite a 600C y está disponible en la mayoría de los proveedores de joyería, como Rio Grande. Además, puede considerar la nanoplata sinterizada, como Argomax, para realizar la conexión eléctrica.

Respuestas (3)

Los semiconductores se convierten en conductores por encima de una temperatura relacionada con la banda prohibida. Algunos materiales, como el carbono puro (p. ej., diamante) y el carburo de silicio (SiC), se han utilizado para fabricar dispositivos experimentales o diseñados a medida, como circuitos integrados de baja y alta potencia que funcionan a 500 °C.

En cuanto a la transmisión térmica y el aislamiento, el diamante es ne plusa ultra . Dado que el galio humedece al diamante , podría hacer un sándwich de Ga/C/Ga para conducir el calor y aislar eléctricamente. ¡El diamante probablemente sería menos costoso que el IC de propósito especial!

Aunque es posible que pueda pedir (¡y pagar!) un dispositivo de este tipo, ¿sería posible trasladar el procesamiento de señales a un lugar más fresco? Es cierto que en el registro de pozos y naves espaciales para aterrizar en Venus, esta podría no ser una opción, pero busque una alternativa más práctica.

Un IC generalmente consta de estas cosas:

  • Epoxi para encapsular el IC
  • Patas
  • Unión de alambre (generalmente oro)
  • astillar o morir
  • Soldar

Yo pensaría que la preocupación sería con cada uno de los materiales del paquete. Sé que la mayoría de las soldaduras empiezan a perder su estabilidad estructural a los 250C. Sé que los epoxis IC no sobreviven mucho después de 250C por experiencia personal. Los enlaces de alambre también tendrían que soportar altas temperaturas. Todos estos componentes deben soportar una operación superior a 250C.

Creo que la soldadura sería el factor más limitante, y las soldaduras con puntos de fusión más altos se pueden encontrar hasta 450C, después de eso es un proceso diferente llamado soldadura dura o soldadura fuerte.

Se olvidó de agregar el tema importante de la expansión del calor. Si el coeficiente de expansión no coincide, realmente no importa si los materiales sobreviven al cambio de temperatura (p. ej., no se derriten), estos aún pueden agrietarse, deformarse o desprenderse debido a una falta de coincidencia en sus tasas de expansión.
¿Alguna idea de qué compañía vende estas soldaduras de alto punto de fusión?

¿Por qué quiere calentar el IC a 500 °C solo para unir un cable a la pata o lo que sea del paquete? La unión adecuada no calentará mucho el paquete. Especialmente dijiste paquete. Ni siquiera estás tratando de calentar la ola.

La mejor solución sería básicamente el principio de soldadura por puntos. Este se usa en baterías, ya que es tan rápido, que casi nada se puede calentar. Esto también es posible con la electrónica. Pero necesita la capacidad de archivar la precisión requerida según el tamaño de su paquete. Por ejemplo, unir un componente 0402 sería muy difícil. Necesitaría construir o comprar una máquina para hacerlo. Puedes robar con tus ojos mirando algunos videos de Waver bond en you tube. Esto a una escala un poco más grande, por lo tanto, "más simple" sería el camino a seguir para usted. Creo que alguien sacó eso de su propio laboratorio privado. Supongo que fue este tipo haciendo mosfets de bricolaje en casa (en realidad, bricolaje a partir de silicio puro).

Editar:

Bonificación: esto podría funcionar mejor con superficies totalmente limpias y atmósfera de nitrógeno, para evitar la oxidación antes de la conexión adecuada. Dependiendo de la forma en que quieras hacerlo.

Creo que te perdiste el punto de la pregunta: el OP tiene circuitos desnudos que quieren probar eléctricamente hasta 500C.
Te perdiste el punto. El IC necesita operar a 500 grados. No se trata solo de la temperatura de unión o soldadura. Se trata de hacer un IC para usar a 500 grados.
Paquetes IC de muy alta temperatura (>500C)
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