ГЕРМЕТИЧНЫЙ КОРПУС МОДУЛЯ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2015 года по МПК H05K5/06 H01L23/28 

Изобретение относится к радиоэлектронной технике, а именно к герметичным корпусам электронных приборов, к которым предъявляются высокие требования по герметичности и теплоотводу.

Известен герметичный корпус микромодуля из алюминиевого сплава (патент RU №1568275), состоящий из кожуха и крышки, соединенных по периметру паяным швом по покрытию. В пазу, образованном по периметру соединения кожуха с крышкой, размещена уплотнительная резиновая прокладка и луженая медная проволока. Однако данный корпус, обладая хорошими весовыми характеристиками и теплоотводом, не обеспечивает требуемой степени герметичности из-за наличия микротрещин в структуре самого припоя по всему паяному шву.

Известен герметичный корпус микромодуля, состоящий из основания и крышек, выполненных из алюминиевого сплава, каждая из которых соединена с рамками из титанового сплава (патент RU №2037280).

Недостатком такого корпуса является сложность конструкции и технологии сборки, обусловленная, в частности, наличием большого количества гетерогенных границ (поверхности соединяемых деталей), которые создают контактные тепловые сопротивления, ухудшая тепловое сопротивление корпуса, что приводит к снижению герметичности.

Наиболее близким по техническому решению является принятый за прототип металлостеклянный корпус для приемо-передающих оптических модулей и лазерных диодов (далее корпус), состоящий из обечайки с внешними выводами основания и крышки, технические условия ЛУЮИ.432254.001ТУ, http:\\sktb-relay.ru).

Недостатками такого корпуса являются: плохой теплоотвод от основания и крышки, ограниченное время сохранения герметичности корпуса и, как следствие, его низкая надежность.

Техническим результатом заявленного изобретения является увеличение времени сохранения герметичности корпуса за счет повышения надежности паяного шва и интенсификация процесса теплопередачи корпуса.

Для достижения указанного технического результата предложен корпус, состоящий из обечайки с внешними (планарными) электрическими выводами, основания и крышки, причем на верхней и нижней поверхностях обечайки, а также на внутренних поверхностях крышек по контуру под пайку выполняют паз в виде двугранного угла с полостью, сопряженной с вершиной двугранного угла.

Способ осуществляется следующим образом.

На верхней и нижней поверхности обечайки, а также на внутренних поверхностях основания и крышки по контуру под пайку выполняют паз в виде двугранного угла с полостью, сопряженной с вершиной двугранного угла. На изготовленных деталях корпуса наносят покрытие гальваническим осаждением. Перед выполнением операции пайки в паз, выполненный на верхней и нижней поверхностях обечайки, а также на внутренних поверхностях основания и крышки укладывают припой и выполняют операцию пайки. В результате осуществления способа за счет процессов плавления припоя, смачивания расплавом поверхностей двугранного угла и отверждения припоя образуется паяный шов с искривленными гетерогенными границами по образованному пазом контуру. При этом избыточная часть припоя локализуется в полости, сопряженной с вершиной двугранного угла, обеспечивая одинаковую толщину паяного шва.

Тепловая мощность источников энергии, содержащихся внутри корпуса модуля, за счет действия механизмов теплопередачи поступает в элементы конструкции корпуса: обечайку, внешние выводы основания и крышки. При возникновении температурного перепада между деталями корпуса тепловой поток беспрепятственно проходит через паяный шов, локализованный в пазу.

Предлагаемое изобретение позволяет увеличить время сохранения герметичности корпуса, повысить надежность паяного шва и интенсифицировать теплопередачу корпуса. При проведении пайки жидкий расплав припоя находится в контакте (смачивает) со всеми поверхностями двугранных углов и тем самым при остывании обеспечивается надежное сцепление (адгезия) припоя с соединяемыми деталями корпуса в пределах всей длины паяного шва, а избыточная часть припоя локализуется в сопряженной полости, обеспечивая одинаковую толщину паяного шва (Фриш С.Э., Тиморева А.В. «Курс общей физики. Т.1»). За счет снижения вероятности проникновения молекул (атомов) газа из окружающей среды через гетерогенные границы криволинейной формы внутрь корпуса увеличивается время сохранения герметичности, а, следовательно, увеличивается надежность корпуса (Роздзял П. Технология герметизации элементов РЭА: Пер. с польск. / Под ред. В.А. Волкова. - М.: Радио и связь). Кроме того, равномерная адгезия по всей длине паяного шва обеспечивает равномерное контактное тепловое сопротивление основание-обечайка-крышка, что способствует формированию равномерного температурного поля в местах соединения деталей корпуса за счет интенсификации теплопередачи, а следовательно, возникшие термоупругие напряжения будут незначительны и не вызовут коробление корпуса либо образование структурных дефектов (Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М.: Энергия).

На фиг.1 изображен поперечный разрез корпуса модуля, где: поз.1 - обечайка, поз.2 - основание, поз.3 - крышка, поз.4 - паз, поз.5 - полость, поз.6 - внешние выводы, поз.7 - припой.

Изобретение относится к радиоэлектронной технике, а именно к корпусам электронных приборов, к которым предъявляются высокие требования по герметичности и теплоотводу. Технический результат заявленного изобретения - увеличение времени сохранения герметичности корпуса. Для достижения указанного технического результата предложен корпус, состоящий из обечайки с внешними электрическими выводами, основания и крышки, причем на верхней и нижней поверхностях обечайки, а также на внутренних поверхностях основания и крышки по контуру под пайку выполняют паз в виде двугранного угла с полостью, сопряженной с вершинной двугранного угла. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Герметичный корпус модуля, состоящий из обечайки с внешними выводами основания и крышки, присоединенные к обечайке пайкой по контуру, отличающийся тем, что на верхней и нижней поверхностях обечайки, а также на внутренних поверхностях основания и крышки по контуру под пайку выполнен паз в виде двугранного угла.

2. Герметичный корпус модуля по п. 1, отличающийся тем, что вершина двугранного угла сопряжена с полостью.

3. Способ изготовления герметичного корпуса модуля, включающий изготовление обечайки с внешними электрическими выводами, основания и крышки, совмещение обечайки с основанием и крышкой и герметичное соединение их между собой по периметру с помощью пайки, отличающийся тем, что припой размещен в двугранном пазу, выполненном на верхней и нижней поверхностях обечайки, а также на внутренних поверхностях основания и крышки.