Многокристальный модуль

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при изготовлении многокристальных модулей. Техническим результатом изобретения является обеспечение герметичности и радиационной стойкости конструкции модуля в условиях воздействия механических и климатических факторов. Сущность изобретения: многокристальный модуль выполнен в виде пакета кристаллодержателей, в каждом из которых на металлизированной микроплате закреплена интегральная схема, электрически связанная с внешними выводами проволочными соединениями и микропроводниками металлизации микроплат. Кристаллодержатель выполнен в виде, установленных друг на друга трех металлизированных микроплат, изготовленных из материала с высокими теплопередающими свойствами. Нижняя микроплата выполнена сплошной, средняя и верхняя микроплаты выполнены в виде рамок, имеющих центральные прямоугольные отверстия меньшего и большего размеров соответственно. Нижняя, средняя и верхняя микроплаты образуют глухую ступенчатую полость, на выступе которой размещена контактная площадка, электрически связанная с интегральной схемой, закрепленной на нижней микроплате. В качестве внешних выводов использованы каналы, образованные соосными сквозными отверстиями, выполненными по периферии нижней, средней и верхней микроплат и герметизированные припоем. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при изготовлении многокристальных модулей.

Известен многокристальный модуль (патент США № 5648648, МПК H01L 23/02), содержащий штабель полупроводниковых устройств, каждое из которых включает основание из полупроводникового материала прямоугольной формы и металлизированные поверхности с конфигурацией проводников, при этом полупроводниковые устройства соединены между собой смежными поверхностями с применением L-образных и Т-образных контактов.

Однако недостатком этого многокристального модуля является то, что конструкция элементов модуля выполнена из полимерных материалов, что снижает стойкость многокристального модуля к воздействию ионизирующего излучения.

Известен также многокристальный модуль, выбранный в качестве прототипа (патент США № 7126209, МПК H01L 23/495), включающий набор полупроводниковых устройств, связанных между собой матрицами шариковых выводов. Каждое полупроводниковое устройство включает кристаллодержатель с внутренними и внешними контактными площадками, при этом к внутренними контактными площадками присоединены интегральные схемы. Интегральные схемы электрически связаны с выводами с помощью проволочных соединений. Зоны присоединения заполнены компаундной смесью.

Недостатком данного технического решения является то, что зоны коммутации смежных кристаллодержателей не обеспечены необходимой степенью герметичности, что снижает надежность многокристальный модулей в условиях воздействия механических и климатических факторов, а применение полимерных веществ в данных конструкциях снижает их стойкость к воздействию ионизирующих излучений.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является обеспечение герметичности и радиационной стойкости конструкции модуля в условиях воздействия механических и климатических факторов.

Для решения поставленной задачи многокристальный модуль выполнен в виде пакета кристаллодержателей, в каждом из которых на металлизированной микроплате закреплена интегральная схема, электрически связанная с внешними выводами проволочными соединениями и микропроводниками металлизации микроплат, причем кристаллодержатель выполнен в виде установленных друг на друга трех металлизированных микроплат, изготовленных из материала с высокими теплопередающими свойствами, нижняя микроплата выполнена сплошной, средняя и верхняя микроплаты выполнены в виде рамок, имеющих центральные прямоугольные отверстия меньшего и большего размеров соответственно, при этом нижняя, средняя и верхняя микроплаты образуют глухую ступенчатую полость, на выступе которой размещена контактная площадка, электрически связанная с интегральной схемой, закрепленной на нижней микроплате, а в качестве внешних выводов использованы каналы, образованные соосными сквозными отверстиями, выполненными по периферии нижней, средней и верхней микроплат и герметизированные припоем.

В частном варианте в качестве материала микроплат использован нитрид алюминия.

В другом частном варианте кристаллодержатели, а также нижняя, средняя и верхняя микроплаты соединены диффузионной сваркой.

В другом частном варианте контактная площадка электрически связана с интегральной схемой с помощью проволочных соединений.

В другом частном варианте на верхний кристаллодержатель установлена крышка.

На фиг.1 схематично представлен разрез многокристального модуля.

На фиг.2 представлен многокристальный модуль, вид снизу.

На фиг 3 представлен многокристальный модуль, разрез по двум смежным поверхностям кристаллодержателей.

Многокристальный модуль представляет собой пакет кристаллодержателей 1, соединенных между собой диффузионной сваркой, каждый кристаллодержатель состоит из трех микроплат: нижней 2, средней 3 и верхней 4. Каждая микроплата в кристаллодержателе выполнена с металлизацией поверхностей, конфигурация проводников которой соответствует требованиям принципиальной электрической схемы многокристального модуля. Нижняя плата выполнена сплошной. Средняя и верхняя микроплаты выполнены в виде металлизированных рамок, имеющих центральные прямоугольные отверстия соответственно большего и меньшего размеров. В сборе нижняя, средняя и верхняя микроплата образуют глухую ступенчатую полость 5. На нижней микроплате размещена интегральная схема 6. На выступе, образованном средней и верхней микроплатами, расположена контактная площадка 7. Электрическая связь между контактами интегральной схемы и контактной площадкой осуществлена с помощью металлических проводников 8. По периферии нижней, средней и верхней микроплат выполнены сквозные соосные отверстия 9, которые образуют каналы 10, заполненные припоем. Эти каналы обеспечивают коммутационные связи между основными элементами модуля, а также теплоотвод от кристаллов интегральных схем. Количество сквозных отверстий, выполненных по периферии микроплат, соответствует количеству внешних выводов многокристального модуля и количеству выводов, обеспечивающих межуровневые переходы. На верхнем кристаллодержателе установлена крышка 11. Она прикреплена к кристаллодержателю диффузионной сваркой, что обеспечивает герметизацию зоны монтажа интегральной схемы верхнего кристаллодержателя.

Предложенный многокристальный модуль характеризуется повышенной герметичностью, надежностью, высокой радиационной стойкостью конструкции в условиях воздействия механических и климатических факторов. Кроме того, выполнение микроплат из нитрида алюминия, обладающего высокой теплопроводностью, позволяет увеличить эффективность теплопередачи от зоны расположения микросхем в окружающую среду.

1. Многокристальный модуль, выполненный в виде пакета кристаллодержателей, в каждом из которых на металлизированной микроплате закреплена интегральная схема, электрически связанная с внешними выводами проволочными соединениями и микропроводниками металлизации микроплат, отличающийся тем, что кристаллодержатель выполнен в виде установленных друг на друга трех металлизированных микроплат, изготовленных из материала с высокими теплопередающими свойствами, нижняя микроплата выполнена сплошной, средняя и верхняя микроплаты выполнены в виде рамок, имеющих центральные прямоугольные отверстия меньшего и большего размеров соответственно, при этом нижняя, средняя и верхняя микроплаты образуют глухую ступенчатую полость, на выступе которой размещена контактная площадка, электрически связанная с интегральной схемой, закрепленной на нижней микроплате, а в качестве внешних выводов использованы каналы, образованные соосными сквозными отверстиями, выполненными по периферии нижней, средней и верхней микроплат и герметизированные припоем.

2. Многокристальный модуль по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала микроплат использован нитрид алюминия.

3. Многокристальный модуль по п.1, отличающийся тем, что кристаллодержатели, а также нижняя, средняя и верхняя микроплаты соединены диффузионной сваркой.

4. Многокристальный модуль по п.1, отличающийся тем, что контактная площадка электрически связана с интегральной схемой с помощью проволочных соединений.

5. Многокристальный модуль по п.1, отличающийся тем, что на верхний кристаллодержатель установлена крышка.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области технологии изготовления трехмерных полимерных электронных модулей с применением многовыводных электронных компонентов. .

Изобретение относится к области конструирования микроэлектронной аппаратуры с высокой плотностью упаковки и обеспечением высоких показателей надежности электронной аппаратуры.
Изобретение относится к области создания малогабаритных надежных микроэлектронных модулей, содержащих большое количество ИС. .

Изобретение относится к области силовой электроники. .

Изобретение относится к области технологии изготовления трехмерных электронных модулей, в том числе способных работать в условиях внешних воздействий таких, как при повышенном радиационном излучении, в открытом космосе, в атомных котлах, при интенсивном электромагнитном излучении, а конкретно - к способу изготовления трехмерного электронного модуля.

Изобретение относится к области технологии изготовления электронной аппаратуры с применением, в основном, бескорпусных электронных компонентов при расположении их и электрических связей между ними в трехмерном пространстве, а конкретно к способу изготовления многокомпонентного трехмерного электронного модуля.

Изобретение относится к области технологии изготовления электронной аппаратуры с применением, в основном, бескорпусных электронных компонентов при расположении их и электрических связей между ними в трехмерном пространстве, а конкретно - к способу изготовления трехмерного полимерного электронного модуля.

Изобретение относится к полупроводниковым приборам, а именно к полупроводниковым модулям, которые используют в системах управления электродвигателями промышленного и бытового назначения и в различных системах питания радиотехнических изделий.

Изобретение относится к области конструирования радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), в частности к способам создания объемных мини-модулей для РЭА
Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при изготовлении трехмерного гибридного интегрального модуля, содержащего гибкую плату со смонтированными на ней кристаллами бескорпусных ИС

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при изготовлении многокристальных модулей

Изобретение относится к области технологии изготовления электронной аппаратуры с применением бескорпусных электронных компонентов при расположении их и связей между ними в трехмерном пространстве

Изобретение относится к области конструирования электронных устройств с применением трехмерной технологии и с использованием бескорпусных электронных компонентов

Изобретение относится к области сборки микроэлектронной аппаратуры с расположением электронных компонентов и содержащих их микроплат в трехмерном пространстве

Изобретение относится к области производства электронной аппаратуры с расположением компонентов и связей между ними в трехмерном пространстве. Технический результат изобретения заключается в увеличении плотности компоновки электронной аппаратуры и улучшении показателей надежности компоновки. Способ изготовления трехмерного электронного прибора включает контроль активных компонентов на пластине, резку пластины на активные компоненты, очистку, изготовление подложек групповых микроплат, посадку компонентов в окна подложек групповых микроплат, нанесение проводников на групповые микроплаты, электротермотренировку и контроль компонентов в составе групповых микроплат, вырезку годных микроплат и сборку их в пакет, нанесение проводников на грани пакета, монтаж внешних выводов, изготовление средств теплоотвода, герметизацию прибора, его финишный контроль и упаковку. 9 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области сборки сверхвысокочастотной аппаратуры с размещением электронных компонентов и связей между ними в трехмерном пространстве. Технический результат изобретения - обеспечение высокой плотности компоновки электронных компонентов с тепловыми характеристиками, исключающими появление «горячих точек», и высоких показателей надежности. Способ изготовления трехмерного СВЧ модуля включает изготовление полупроводниковых структур на пластине, разделение пластины на кристаллы сквозной резкой с точностью не менее ±10 мкм, очистку и переукладку кристаллов, нанесение изоляционного слоя через свободные маски, вакуумную посадку подложек и компонентов в них, нанесение фиксирующего состава на стыки подложек - компонентов, визуальный контроль качества закрытия стыков, вакуумное напыление проводников, удаление фиксирующего состава, отмывку микроплат, вакуумную сушку, электротермотренировку и функциональный контроль микроплат, сборку их в пакет, нанесение фиксирующего состава на стыки между микроплатами, вакуумное напыление проводников на грани модуля, удаление фиксирующего состава, отмывку модуля, вакуумную сушку, помещение модуля в изготовленную заранее оболочку, монтаж внешних выводов, заполнение оболочки пудрой, виброуплотнение, герметизацию, финишний контроль и упаковку модуля. 7 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к полупроводниковым устройствам и способам их изготовления. В полупроводниковом устройстве, включающем подложку крепления, тонкопленочный элемент, сформированный на подложке крепления, и полупроводниковый элемент, прикрепленный к подложке крепления, полупроводниковый элемент включает в себя основную часть полупроводникового элемента и множество подстилающих слоев, расположенных стопкой на стороне основной части полупроводникового элемента, обращенной к подложке крепления, причем каждый из подстилающих слоев включает в себя изолирующий слой и рисунок схемы на изолирующем слое, и рисунки схем присоединены друг к другу через контактные отверстия в изолирующих слоях. Рисунок схемы одного из подстилающих слоев, который находится ближе всего к подложке крепления, имеет вытянутый участок, продолжающийся по направлению к тонкопленочному элементу, а тонкопленочный элемент присоединен к основной части полупроводникового элемента через соединительную линию, предусмотренную на полимерном слое, вытянутый участок и рисунки схем. Изобретение обеспечивает оптимальное соединение между тонкопленочными элементами и полупроводниковыми элементами на подложке крепления. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 33 ил.

Изобретение относится к области полупроводниковой микроэлектроники, а именно к технологии сборки полупроводниковых приборов, и может быть использовано для гибридизации матричных фотоприемных устройств методом перевернутого монтажа. В способе повышения прочности стыковки индиевых микроконтактов БИС и МФЧЭ посредством сдавливания индиевых микроконтактов, расположенных на стыкуемых кристаллах, микроконтакты на обоих кристаллах выполняют в форме вытянутых прямоугольников, расположенных под углом по отношению друг к другу, на периферии матрицы формируют множество прямоугольных микроконтактов на каждом кристалле, которое объединяют в решетки и создают опорные индиевые микроконтакты большой площади. Изобретение обеспечивает повышение прочности стыковки индиевых микроконтактов. 5 ил.

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при изготовлении многокристальных модулей

Наверх