Гибридный многоуровневый электронный модуль

 

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСЛУБЛИН (S1)S " 01 ?. 21/50

И ПАТЕН ГУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗСНРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЛМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4720657/24 (22),20.07.89 (46) 07;08.92. Бюл. И - 29

"(71) Научно-производственный ц нтр электронной микротехнологии (h) Ю..Д. Сасов (73) Ю.Д.Сасов (56) Е1есtronic Engineering, 1985, march, р. 125-128.

Патент Великобритании У 2127217А, кл. Н 01 L 23/21, 1978. (54) ГИБРИДНЕЛ ЯНОГОУРОВНЕВЬПЗ ЭЛЕКТРОННЫЙ КОДУЛЬ (57) Изобретение относится к электронике и может быть использовано в радиопромышленно с ти, промышленности средств связи и приборостроении. Цель изобретения — повышение плотности упаковки модуля и надежности его работы. Цель достигается за счет того что контактные площадки бескбрпусных микросхем расположены - на- поверх ности каждой из плат и соединены. проИзобретение относится к электрони- ке и может быть использовано B радиопромышленности и промьппленности ср едств связи и приборостроении;

Целью изобретения является повышение плотности упаковки модуля и, на - дежности его работы.

На фиг.1 показан один ns вариантов конструкции платы.

fla фиг.2 представлен вариант с использованием гибкой печатной Пла- иЫ2«, 1753961 А3

2 водниками, которые подключены к со- ответствующим выводным контактам дан ной платы, соответствующие выводы каждой из плат являются внешними выводами модуля, коммутация плат между собой выполнена неразъемньм. электрическим монтажом, при этом теплоотвод выполнен в виде гребенки> между ребрами которой установлены. платы, корпус модуля выполнен монолитным из герметизирующего материала,. Кроме то

ro, модуль содержит коммутационные платы с планарными выводами, которые являются внешними выводами модуля, выводные контакты плат выполнены в виде жестких балок, коммутационные платы выполнены в виде гибких печатных плат, причем их выводы размещены по периметру жестких рамок, кроме того, платы состоят из отдельных частей, соединенных по их выводным контактам. Коммутационные печатные платы размещены по граням модуля.

5 з.п. ф-лы, 5 ип. ущ Д ты, на фиг.3 показан вариант составной платы, на фиг.4 представлен общий, ф вид модуля, ча фиг.5 показан попереч-, ньй:разрез модуля с применением коммутационной платы. Иодуль содержит набор параллельно закрепленных плат, каждая из которых (фиг.1) может содержать бескорпусные микросхемы (как активные элементы 1, так и пассивные 2); При этом микросхемы ориентированно закреплены по1753961 лимерным материалом 3 относительно . друг друга и жесткими выводными контактами 4. На поверхности элементов и платы нанесены проводники 5, которые осуществляют коммутацию элементов между собой,. с выводными контактами, а также служат для- соединения плат между собой после устацовки в модуль.

В случае, когда элементы поставля- 10 ются присоединенными к разводке, на- . несенной на гибкое основанйе:, плата

|меет вид, показанный на фиг.2. Эле 1 лент 1 контактными площадками 6 электрически соединен с разводкой 7, нанесенной на гибкое основание 8. Рам|ка 9 с внешними жесткими контактами 4 служит опорой для закрепления гибкого основания 8. При этом разводка 7 образует выводы платы для соедннения внутри мод уля.

Возможен вариант-платы, собранной из. нескольких частей (фиг.3). Каждая частичная плата 10, содержащая эле« менты 1 и 2, своими выводами соедине». д на по койтуру, например, при помощи припоя 11 с другими частичными плата" ми; а свободные внешние контакты о6" разуют внешние контакты платы. В одном из вариантов модуль 12 (фиг.4) собирается из плат 13 с жесткими выводами. По граням модуля платы электрически соединяются проводниками, нанесенными на гибкое основание 8. При этом обеспечивается произвольная раз-. водка по граням модуля. Для увеличе35 ния надежности увеличенные выводы плат после предварительного покрытия оболочкой 14 вскрывают и наносят дублирующие проводники 15 на поверхность

«4О модуля. После этого модуль окончатель-.. но герметизируют полимерным материалом 16. Конструкция модуля предусматривает введение непосредственно в зоHbI нагрева ребер теплоотвода 17 с теплорастекателем 18 . Иодуль закреп4 ляется механически к общей охлаждающей системе, а внешние выводные контакты 4 плат 13 имеют контакт с общей коммутирующей платой, образуя внешние выводы модуля.

В целях увеличения плотности -упаковки целесообразно использовать вы.сокую теплопроводность подложки некоторых элементов. для непосредственной .передачи тепловой энергии на тепло- 55 растекатель; На фиг.5 показан поперечный разрез такого модуля, где элемент, входящий в плату 13, имеет не- I посредственный тепловой контакт с теплорастекателем 18. Особенностью данной конструкции является то, что проводники 5 нанесены на изолирующий слой, закрывающий лицевую часть элемента 1. Конструкция данного модуля предусматривает наличие промежуточной коммутационной платы 19 с жесткими планарными выводами 20. Иодуль герметизируется полимерным материалом 16 по.всей своей поверхности.

Иодуль собирается в технологическом приспособлении, обеспечивающем параллельное размещение плат с заданным шагом. При этом платы располагаются между ребрами тепловода и коммутируются по граням модуля. Ребра выполняются только в зонах значительного тепловыделения (определяются расчетным путем).

Замена конвективного охлаждения теплопроводностью значительно сокращает шаг между платами (введенное между платами ребро теплоотвода толщиной 0,5 мм отводит до 4 Вт тепловой энергии при дОпустимом перепаде температур между элементом и окружающей средой).

Плата имеет малую толщину, обусловленную толщиной бескорпусного эле" мента. Ионтаж между элементами и выводными контактами платы выполняется не объемными, а нанесенными на по" верхность плоскими проводниками..

Соответственно резко сокращается длина межсоединеннй между платами и длила проводников, соединяю|||их элементы с внешними выводами модуля, что улучшает технические характеристики аппаратуры.

11онолитная конструкция модуля об-. ладает высокими механическими свойствами, что распяряет область применения данной конструкции.

Высокая надежность обуславливается заменой низконадежных соединений (типа скользящего контакта) на высоконадежные (типа вакуумного осаждения металлических пленок), а также снижением количества соединений и эффективным теплоотводом.

Применение коммутационных печатных плат для .соединения плат между собой такЖе увеличивает плотность упаковки, а возможность применения дублирования каждого паянного контакта дополнительно напылеиным контактом делает конст»

;рукцию весьма надежной.

1, Гибридный многоуровневый электронный модуль, содержащий в каждом уровне плату на поверхности которой размещены бескорпусные микросхемы, I выводы которых подключены к соответствующим выводным контактам платы, при этом элементы коммутации разме-цены на боковых гранях модуля, обра- ро зующих корпус, снабженный теплоотводом, о т л 1f ч а ю щ и If с я тем, что,с целью повышения плотности упаковки модуля и надежности его работы, контактные площадки бескорпусных микросхем расположены на поверхности йлат, бескорпусные микросхемы ориентированио:размещены на поверхности каждой из плат и соединены проводниками, подключенными к соответствующим выводным контактам данной. платы, при

5 1 7539

Ввиду отсутствия громоздких скользящих контактов, можно принять малый шаг между выводньпат контактамп плат, при этом обеспечить пер 13ъемное (но

I разборное до герметизации) соединение плат в модуле. Поэтому, как правило, количество выводных контактов не ограничивает размеры плат, 10

Формула изобретения

Г>1 .6 этом соответ твуюцие выводы каждой из плат являются внешними выводами модуля, а коммутация плат между собой выполнена неразъемным электрическим монтажом, при этом теплоотвод выполнен в виде гребенки, между ребрами которой установлены платы, а корпус модуля выполнен монолитным из герметизирующего материала.

2. Иодуль по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что содержит коммута цйонные платы с планарными выводами, которые являются внешними выводами модуля.

3. Иодуль по п.1, о т л и ч а юшийся тем," что выводные контакты плат выполнены в виде жестких балок.

4. Иодуль .по п.1, о 1 л и ч а юшийся тем, что платы выполнены в виде гибких печатных плат, причем их выводы размещены по периметру--. жестких рамок.

5. Иодуль по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что.платы состоят из отдельных частей, соединенных по их выводным контактам.

6. Иодуль по п.1, о т л и ч а ющ и " с я тем, что оп содержит коммутационные печатные платы, размещенные по граням модуля.

1753961

1753961

Техред И.Коргентал Корректор Т.1Орчикова

; Редактор О, Вашкович !

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Заказ 2939 Тираж . Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Г1фТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушскаи наб., д. 4/5