Корпус интегральной схемы

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при разработке керамических корпусов интегральных схем с устройствами для съема тепла. Сущность изобретения: в корпусе интегральной схемы, содержащем многослойное основание с матрицей шариковых выводов и расположенные на нем интегральную схему, теплоотвод, крышку и радиатор, крышка выполнена в виде тонкостенной гофрированной пластины, а толщина теплоотвода, закрепленного на интегральной схеме, превышает расстояние между внутренними поверхностями крышки и интегральной схемы на величину Δh, обеспечивающую постоянный тепловой контакт крышки и теплоотвода в условиях ударных нагрузок в диапазоне ускорений от 0 до 100 g, которая может быть определена по предложенной формуле, в зависимости от ударного ускорения и частоты собственных колебаний. Изобретение обеспечивает улучшение теплорассеивающих характеристик корпуса, эксплуатационную надежность в условиях больших температурных перепадов и высоких линейных нагрузок. 2 ил.

 

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано при разработке керамических корпусов интегральных схем с устройствами для съема тепла.

Известен корпус интегральной схемы, содержащий многослойное керамическое основание с центральным монтажным отверстием, в котором установлена интегральная схема.

Монтажное отверстие перекрывается крышкой-радиатором, припаянной к верхней части основания (1).

Недостатком известного устройства является низкая эффективность теплосъема, так как передача тепла от интегральной схемы к радиатору происходит через теплопроводность многослойного основания, паянного шва, а также крышки-радиатора, что в свою очередь не исключает перегрев керамического основания и нарушения его внутренней структуры в условиях жестких дестабилизирующих факторов.

Наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности признаков (прототипом) является корпус интегральной схемы, включающий многослойное основание с матрицей шариковых выводов и смонтированную на основании интегральную схему. Зона расположения интегральной схемы закрыта металлической крышкой, имеющей тепловой контакт с радиатором и с внутренней поверхностью интегральной схемы посредством теплопроводящего слоя из компаундной смеси, который обеспечивает передачу тепла от интегральной схемы на крышку и радиатор (2).

Недостаток известного технического решения состоит в том, что предложенная конструкция представляет собой жесткую структуру и состоит из различных материалов с разными коэффициентами теплового линейного расширения (основание, интегральная схема, теплопроводящий слой, крышка), что в условиях больших термических перепадов, вибрации и ударных нагрузок может привести к деформации элементов корпуса и, как следствие, потере работоспособности.

Задача, решаемая изобретением, состоит в улучшении теплорассеивающих характеристик корпуса, обеспечении эксплуатационной надежности в условиях больших температурных перепадов и высоких линейных нагрузок (Класс бортовой ЭА).

Для решения этой задачи в предлагаемом корпусе интегральной схемы, содержащеим многослойное основание с матрицей шариковых выводов и расположенные на нем интегральную схему, теплоотвод, крышку и радиатор, в соответствии с изобретением и в отличие от прототипа крышка выполнена в виде тонкостенной гофрированной пластины, а толщина теплоотвода, закрепленного на интегральной схеме, превышает расстояние между внутренними поверхностями крышки и интегральной схемы на величину Δh, обеспечивающую постоянный тепловой контакт крышки и теплоотвода в диапазоне ускорений от 0 до 100 g, и может быть определена из соотношения

Δh=Ky·a/(2·π·fo)2,

где Ky - коэффициент передачи при ударе;

a - ударное ускорение, м/с2;

fo - частота собственных колебаний, Гц.

Изобретение поясняется чертежами,

где на фиг.1 изображен поперечный разрез корпуса интегральной схемы;

на фиг.2 изображен корпус интегральной схемы в плане.

Устройство содержит многослойное основание 1 с матрицей шариковых выводов 2, в центральной зоне которого расположено монтажное отверстие 3, перекрываемое снизу металлической пластиной 4.

На пластине 4 установлена монтажная площадка 5, на которой смонтирована интегральная схема 6, электрически связанная с контактными площадками основания проволочными соединениями 7.

На внутренней стороне интегральной схемы 6 закреплен теплоотвод 8, примыкающий к внутренней поверхности крышки 9. Теплоотвод 8 выполнен в виде пластины из нитрида алюминия, материала, обладающего высокой теплопроводностью. Крышка 9 представляет собой тонкостенную гофрированную пластину, которая крепится шовной контактной сваркой к основанию 1 и пайкой к радиатору 10. Радиатор содержит множество выступов 11, что обеспечивает эффективное рассеивание тепла от корпуса интегральной схемы в окружающую среду. Толщина теплоотвода 8 выполнена бóльшей расстояния между внутренними поверхностями интегральной схемы 6 и крышки на величину Δh, что обеспечивает постоянный тепловой контакт ее с теплоотводом 8, способствуя тем самым эффективной передачи избыточного тепла от интегральной схемы 6 к радиатору 10 в условиях ударных нагрузок с ускорением 100 g.

Величина Δh может быть определена по формуле

Δh=Ky·a/(2·π·fo)2,

где Ky - коэффициент передачи при ударе;

a - ударное ускорение, м/с2;

fo - частота собственных колебаний, Гц.

Выполнение устройством основных функций по преобразованию сигналов (усиление, изменение частоты, смещение и т.д.) сопровождается выделением теплоты, которая отводится последовательно через теплоотвод, крышку и радиатор, при этом возникающие деформации, связанные с тепловыми линейными расширениями компонентов, компенсируются упругими свойствами гофрированной крышки.

Развитие микроэлектронных компонентов постоянно идет в направлении увеличения плотности активных элементов на кристалле, что в свою очередь ставит задачу эффективного выведения избыточного тепла для обеспечения работоспособности электронных устройств. Задачи по отводу тепла решаются применением различных конструкций радиаторов и дополнительных деталей с высокой теплопроводностью, расположенных между интегральной схемой и радиатором.

Однако в известных конструкциях решение указанных задач приводит к созданию структур из материалов с разными коэффициентами теплового линейного расширения, что в условиях больших перепадов температур неблагоприятно сказывается на надежность корпусов, создавая внутренние напряжения на конструктивные элементы.

Предложенный корпус интегральной схемы позволяет исключить указанные недостатки за счет пружинных свойств тонкостенной гофрированной крышки, позволяющей обеспечить постоянный тепловой контакт крышки и теплоотвода, а также создать самоустанавливающуюся структуру с компенсацией величин деформаций, связанных с тепловым линейным расширением элементов конструкции и с высокими линейными нагрузками.

Источники информации

1. US 70053482, кл. H01L 23|02, 2003 г.

2. US 5552635, кл. H01L 23/10, 1996 г.

Корпус интегральной схемы, содержащий многослойное основание с матрицей шариковых выводов и расположенные на нем интегральную схему, теплоотвод, крышку и радиатор, отличающийся тем, что крышка выполнена в виде тонкостенной гофрированной пластины, а толщина теплоотвода, закрепленного на интегральной схеме, превышает расстояние между внутренними поверхностями крышки и интегральной схемы на величину Δh, обеспечивающую постоянный тепловой контакт крышки и теплоотвода в условиях ударных нагрузок в диапазоне ускорений от 0 до 100 g, и может быть определена из соотношения
Δh=Ky·a/(2·π·fo)2,
где Ку - коэффициент передачи при ударе;
а - ударное ускорение, м/с2;
fo - частота собственных колебаний, Гц.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано при разработке корпусов интегральных схем типа «Package SOJ". .

Изобретение относится к электронной технике. .

Изобретение относится к электронной технике, а именно к металлокерамическим корпусам для полупроводниковых приборов СВЧ. .

Изобретение относится к электронной техники, в частности к микроэлектронному конструированию, и может быть использовано при проектировании планарных металлокерамических корпусов.

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано при разработке корпусов интегральных схем. .

Изобретение относится к силовой полупроводниковой технике и может быть использовано при создании новых приборов силовой полупроводниковой электроники. .

Изобретение относится к термореактивным композициям смол, предназначенным для использования в качестве термореактивных композиций герметиков, быстро заполняющих пустоты в полупроводниковом устройстве, таком, как блок перевернутых чипов, который включает полупроводниковый чип, укрепленный на подложке носителя, обеспечивающий надежное соединение полупроводника с монтажной платой при кратком термическом отверждении.

Изобретение относится к радиоэлектронной и цифровой электронно-вычислительной технике, в частности к микроэлектронному конструированию, и может быть использовано при проектировании многокристальных модулей на основе полупроводниковых подложек.
Изобретение относится к области полупроводниковой электроники и предназначено для производства корпусов мощных биполярных и полевых ВЧ- и СВЧ-транзисторов

Изобретение относится к области полупроводниковой микроэлектроники и предназначено для производства корпусов биполярных и полевых мощных многокристальных ВЧ- и СВЧ-транзисторов

Изобретение относится к области светотехники, в частности к светодиодным лампам с круговым обзорным освещением

Изобретение относится к силовому полупроводниковому модулю

Изобретение относится к электронной технике. Способ изготовления корпуса мощного полупроводникового прибора СВЧ включает изготовление высокотеплопроводного основания и рамки из металла или сплава металлов, изготовление выводов, совмещение рамки с выводами и высокотеплопроводного основания, герметичное соединение их высокотемпературной пайкой, последующее расположение в корпусе, по меньшей мере, одного кристалла активного элемента и, по меньшей мере, одной согласующей интегральной схемы, по меньшей мере, одного полупроводникового прибора и соединение их низкотемпературной пайкой. Высокотеплопроводное основание изготавливают, по меньшей мере, с одним выступом на его лицевой стороне, дополнительно изготавливают компенсаторный элемент из металла или сплава металлов с заданным температурным коэффициентом линейного расширения. При совмещении рамки с выводами и высокотеплопроводного основания высокотемпературный припой располагают только между высокотеплопроводным основанием и рамкой с выводами, а упомянутое герметичное соединение осуществляют одновременно с соединением компенсаторного элемента с высокотеплопроводным основанием при температуре 650-1100°C. Технический результат - улучшение отвода тепла и снижение потерь СВЧ в корпусе и соответственно повышение выходной мощности полупроводникового прибора СВЧ, повышение надежности, выхода годных и технологичности. 7 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к радиоэлектронной технике, а именно к корпусам электрических приборов, в частности к герметичным корпусам, и может использоваться в конструкциях, к которым предъявляются высокие требования по герметичности и теплоотводу. С целью повышения надежности и времени сохранения герметичности в корпусе, содержащем основание с внешними выводами, крышки, присоединенные к основанию пайкой по контуру, внешняя поверхность, по крайней мере, одной из крышек, вне зоны пайки содержит систему неровностей правильной формы, выполненных в виде пуклевок, а внутренняя поверхность крышки с пуклевками вне зоны пайки содержит слой геттера. 2 ил.

Изобретение относится к системам термоэлектрического охлаждения. Система имеет горячую сторону с первой температурой и холодную сторону для размещения тепловой нагрузки. Горячая сторона окружена областью с температурой окружающего воздуха. Система содержит контактирующий с ней механизм постоянного поддержания первой температуры горячей стороны ниже температуры окружающего воздуха с целью повышения охлаждающей способности системы термоэлектрического охлаждения. Использование изобретения позволяет понизить температуру горячей стороны элемента термоэлектрического охлаждения, что приводит в итоге к повышению охлаждающей способности. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

Использование: для полупроводниковых приборов СВЧ. Сущность изобретения заключается в том, что корпус для полупроводникового прибора СВЧ содержит высокотепло- и электропроводное основание, рамку по периметру одной из поверхностей высокотепло- и электропроводного основания со сквозными отверстиями для металлокерамических вводов/выводов, по меньшей мере одну металлическую контактную площадку на упомянутой поверхности высокотепло- и электропроводного основания для расположения и последующего соединения с ним по меньшей мере одного кристалла полупроводникового прибора, по меньшей мере два металлокерамических ввода/вывода, одни контактные площадки которых выходят внутрь, а другие - через сквозные отверстия в рамке наружу корпуса, при этом высокотепло- и электропроводное основание, рамка, металлокерамические вводы/выводы соединены пайкой, высокотепло- и электропроводное основание выполнено из композиционного материала, при этом по меньшей мере из двух компонентов - высокотеплопроводного керамического и электропроводного при их соотношении, мас.%, (90-70):(10-30) соответственно, термические коэффициенты линейного расширения которых обеспечивают согласование с термическим коэффициентом линейного расширения кристалла полупроводникового прибора. Технический результат: обеспечение возможности уменьшения массогабаритных характеристик, повышения технологичности и снижения трудоемкости изготовления при сохранении надежности, долговечности, выходной мощности полупроводникового прибора СВЧ. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.,1 ил.

Описывается архитектура создания гибких корпусов, которая подходит для искривленных форм корпусов. В одном примере корпус кремниевых кристаллов имеет некоторое множество кремниевых кристаллов, заделанных в гибкой подложке, гибкий прокладочный слой поверх заделанных кристаллов, тонкопленочный теплораспределительный слой поверх подложки, противоположный гибкому прокладочному слою, причем гибкой подложке с кристаллами и прокладкой придана искривленная форма и гибкая подложка отверждена так, что гибкая подложка сохраняет свою форму. Изобретение обеспечивает сборку низкопрофильных и высокоинтегрированных систем. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх