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2026年5月31日 (日)

TO-99 メタルカン・パッケージに戻る理由

当時、PMI社が軍事・宇宙航空・ハイエンド計測器向けに製造していた「OP-07J」や「OP-27J」などの型番末尾の「J」は、この TO-99 パッケージであることを意味していました

究極の密閉性(ハーメチック・シール)

  • 通常のプラスチック樹脂(DIPパッケージ)は、目に見えないレベルで湿気を通します。湿気が入ると内部のシリコンや微調整した抵抗がわずかに変質し、精度が狂います。
  • TO-99は、金属のキャップとガラス(ピンの絶縁部)で完全に真空密閉されているため、数十年が経過しても内部のチップは劣化せず、ツェナー・ザップ直後の超高精度を維持し続けます

  • プラスチック樹脂でチップを固めると、樹脂が固まる際の収縮や、周囲の温度変化による膨張によって、中のシリコンチップに常に「ギューッと締め付けられるストレス(機械的応力)」がかかります。
  • 半導体には、圧力がかかると電圧が発生する「ピエゾ抵抗効果(圧電効果)」があるため、このストレスのせいでオペアンプの歪み率やオフセット電圧がわずかに揺らいでしまいます。
  • TO-99は、金属の「空洞(中空)」の中にチップを配置し、足(リード線)だけで固定する構造です。チップに物理的な圧迫ストレスが一切かからないため、シリコン本来のポテンシャルと極限の低歪みを100%発揮させることができます。

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Ultra-Low Noise(超低雑音)

exas Instruments (TI) のミリタリー・宇宙グレード(Space-Enhanced)

  • TI社は、伝説の超低雑音オペアンプ「OPA211」や高精度オペアンプのミリタリー・宇宙仕様向けに、現在も TO-99(メタルカン)パッケージ の供給を続けています。
  • これらは宇宙線による誤動作(SEE/TID対策)が必須の人工衛星や、ディープスペース(深宇宙)探査機のフロントエンドに採用されています。

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そんなTO-99だけど、宇宙線による劣化はにげれないだって

樹脂パッケージ品は30年経過すると死亡率40%程度になる。 NXPの製品でも35年経過した製品の生存率10%

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