РЕЗИСТОРНАЯ ТОНКОПЛЕНОЧНАЯ МИКРОСХЕМА ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО МОНТАЖА Российский патент 1997 года по МПК H05K1/16 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в производстве наборов тонкопленочных резисторов в микросхемном исполнении для поверхностного монтажа.

Известны конструкции пассивных компонентов для поверхностного монтажа в корпусах типа SO с выводами типа "крыла чайки", в кристаллодержателях с j-образными выводами и типа Flat Pack или Quad Flat Pack (Зарубежная электронная техника, 1988, N 3, стр. 12 22).

К недостаткам известных конструкций относятся большие габариты, причем в числе ограничений по минимизации размеров имеют существенное место такие факторы, как понижение стабильности и точности сопротивления тонкопленочного компонента.

Известно также техническое решение активного электронного компонента (транзистора), в котором один из токовыводов увеличен до размеров подложки (см. пат. США N 4546374, кл. H 01 L 23/48, 1985 г.).

Данное техническое решение позволяет снизить температуру самонагрева и стабилизировать тем самым электрические параметры транзистора.

Однако выполнение одного вывода в микросхеме до размеров подложки в технологии изготовления (микросхем) тонкопленочных резисторов не может иметь места из-за необходимости обеспечения одинаковых температурных режимов для каждого из соединений типа вывод тонкая пленка подложка, количество которых может достигать в тонкопленочной резисторной микросхеме для поверхностного монтажа нескольких десятков.

Известно техническое решение резисторной микросхемы фирмы "RCD", США, с выводами в форме "крыла чайки" и шагом выводов 0,625 мм, содержащих 32 резистора на площади 0,997 кв. дюйма (Сводный каталог "Gold Book", 1986-87 гг. т. 2, стр. 1014), в котором присоединение выводов производится непосредственно к подложке со сформированными резисторами, с последующей защитой резисторов от механических и климатических воздействий.

Однако площадь поверхности монтажной платы, занимаемая данной конструкцией, остается достаточно большой, а отмывка монтажной платы от флюса затруднена ввиду зазора между конструкцией и платой.

Известно техническое решение (см. патент ФРГ по заявке OS 3733860, кл. H 01 C 7/00, 1/142, 1988г. ), в котором конструкция резисторной микросхемы выполнена таким образом, что токовые выводы представляют собой металлические пластины, начало которых совпадает с узлом соединения вывод резистивная пленка подложка.

Такая конструкция имеет совокупность основных признаков, близких к техническому решению формы "Vishy", США.

В каталоге "Vishay Resistive Sistems Group a Division of VISHAY Intertechnology, N VMF-2000-F, 1989 г. N 1, стр. 7), наглядно представлена подобная конструкция, и которая, по нашему мнению, может быть выбрана за прототип.

Последнее техническое решение, как наиболее близкое по совокупности существенных признаков к предлагаемому, имеет следующие недостатки.

Конструкция прототипа предполагает определенную формовку выводов микросхемы, что приводит к большой трудоемкости изготовления, а также имеет недостаточную тепловую стабильность участка соединения тонкопленочной резистивной структуры с металлическими выводами.

Достигаемый технический результат заключается в том, что в резисторной тонкопленочной микросхеме для поверхностного монтажа, содержащей диэлектрическую подложку, сформированную на ней тонкопленочную резистивную структуру, которая представляет собой один или несколько резисторов, покрытых материалом, защищающим от механических и климатических воздействий, металлические пластины выводы, жестко сцепленные путем пайки или сварки с резистивной пленкой и расположенные с одной стороны диэлектрической подложки так, что занимают всю ее ширину и выведены за пределы микросхемы в одну сторону от узлов присоединения к тонкопленочным резисторам.

Общими признаками предлагаемой конструкции и прототипа является то, что микросхема для поверхностного монтажа содержит диэлектрическую подложку, сформированную на ней тонкопленочную резистивную структуру, которая представляет собой один или несколько резисторов, покрытых материалом, защищающим от механических и климатических воздействий, металлические пластины выводы, жестко сцепленные путем пайки или сварки с резистивной пленкой.

Отличительными признаками является то, что металлические пластины - выводы расположены с одной стороны диэлектрической подложки так, что занимают всю ее ширину и выведены за пределы микросхемы в одну сторону от узлов присоединения к тонкопленочным резисторам.

Указанные отличительные признаки обуславливают достижение следующего технического эффекта: снижение температуры самонагрева, повышение стабильности сопротивления резисторов в рабочем диапазоне электрического тока, а также возможности снижения габаритов микросхемы.

Для раскрытия сущности предлагаемого изобретения упрощенно представим предлагаемую конструкцию на фиг. 1 и графики температур самонагрева микросхем прототипа и предложенной конструкции в зависимости от их линейных размеров, на фиг. 2.

На фиг. 1 представлены элементы конструкции следующими позициями: 1 - металлические пластины выводы, 2 диэлектрическая подложка, 3 - тонкопленочные резисторы с защитным покрытием, 4 узел присоединения. b - ширина, l длина диэлектрической подложки.

Металлические пластины выводы 1 расположены по всей ширине b подложки 2 со стороны нанесенной на подложку тонкопленочной резистивной структуры так, что до узла присоединения 4 к резистору, покрытому защитной пленкой 3, металлическая пластина является токовыводом, а оставшаяся часть является ее продолжением и перерывает всю ширину b, что и позволило при сохранении простоты конструкции снизить температуру самонагрева микросхемы и самого узла присоединения и повысить стабильность электрических параметров в заданном диапазоне рабочих токов. Кроме того, увеличение предельной мощности рассеяния допускает уменьшение габаритов конструкции при сохранении точности электрических параметров.

С целью подтверждения технического эффекта были проведены экспериментальные сравнительные испытания прототипа и разработанной микросхемы. Причем для достижения корректности испытаний образец предложенной конструкции был выполнен в конструктивах, одинаковых с прототипом: размеры диэлектрической подложки из ситалла 29,25; шаг выводов 0,625 мм, количество резисторов в каждой из микросхем 11, удельная мощность рассеяния резисторов 18 Вт/см², мощность рассеяния микросхем 0,33 Вт, материал выводов - медь. Резисторы на подложке были покрыты защитным слоем моноокиси кремния толщиной 1 2 мкм, а их номинальное сопротивление 100 Ом. Приведенные параметры показывают, что на каждый резистор средняя мощность рассеяния составила 0,03 Вт.

Температура самонагрева предложенной конструкции и прототипа измерялась на образцах, помещенных в камеру тепла и холода на установке измерения относительной разности сопротивления и ТКС УИЭ.НРЭ-110-044 следующим образом.

Из опытной партии микросхем, выполненных согласно предложенной конструкции, и изделий прототипа были подобраны такие, которые при заниженной нагрузке (токе 1 2 мА резистор) дали при измерениях одинаковые значение ТКС.

На втором этапе образец предложенной конструкции и прототип, имеющие по результатам первого этапа измерения одинаковые ТКС, были одновременно помещены в камеру тепла и холода. При этом в режиме номинальной нагрузки (токе 17 20 мА на резисторе) были измерены приращения сопротивлений.

По результатам измерений были построены графики, представленные на фиг. 2.

На фиг. 2 график позиции I представляет собой температуру самонагрева прототипа, а график позиции II температуру самонагрева предложенной конструкции микросхемы.

Как видно из приведенных графиков, перегрев микросхемы прототипа на 15^o выше температуры самонагрева предложенного изделия.

Таким образом, приведенный сравнительный анализ и экспериментальные результату подтверждают достижение технического эффекта, а предложенная конструкция микросхемы по сравнению с прототипом имеет ряд преимуществ, а также имеет преимущества перед другими техническими решениями подобного класса и назначения, а именно: простота конструкции, вертикальное расположение микросхемы и допустимое снижение ее габаритов позволяют уменьшить площадь, занимаемую на поверхности монтажной платы, что также ведет к упрощению разводки межсоединений и повышению эффективности использования поверхности.

Следовательно, предлагаемая конструкции микросхемы позволяет достичь технического эффекта, обладает высокой технологичностью и отвечает всем предъявляемым к данному классу микросхем требованиям.

Ее опытный вариант реализован в ОКР "Эльтон" и соответствует тематике предприятия НИИЭМП.

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в производстве тонкопленочных резисторов в микросхемном исполнении для поверхностного монтажа. Сущность изобретения: резисторная тонкопленочная микросхема для поверхностного монтажа содержит диэлектрическую подложку, сформированную на ней тонкопленочную резистивную структуру, которая представляет собой один или несколько резисторов, покрытых материалом, защищающим от механических и климатических воздействий, металлические пластины - выводы, жестко соединенные путем пайки или сварки с резистивной пленкой и расположенное с одной стороны диэлектрической подложки так, что расположены по всей ее ширине и выведены за пределы микросхемы в одну сторону от места их присоединения к тонкопленочным резисторам. 2 ил.

Резисторная тонкопленочная микросхема для поверхностного монтажа, содержащая диэлектрическую подложку и сформированную на ней тонкопленочную резистивную структуру в виде одного или нескольких резисторов, покрытых материалом, защищающим их от механических и климатических воздействий, и размещенные на диэлектрической подложке металлические пластины-выводы, жестко соединенные путем пайки или сварки с резисторами тонкопленочной структуры, отличающаяся тем, что металлические пластины-выводы расположены по всей ширине диэлектрической подложки и выведены одними своими концевыми частями за пределы указанной подложки в одну сторону относительно мест соединения указанных выводов к резисторам.