Герметичный корпус модуля Российский патент 2019 года по МПК H05K5/06 H01L23/26 

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

Известны герметичные корпуса микромодулей, патенты: RU №1568275, RU №2037280, технические условия ЛУЮИ.432254.001ТУ и др., содержащие основания (обечайки) с внешними выводами и крышки, соединенные, в том числе, пайкой.

Недостатками таких корпусов являются: сложность конструкции, обусловленная, в частности, наличием большого количества гетерогенных границ, плохой теплоотвод от крышек, ограниченное время сохранения герметичности и ограничение по величине рассеиваемой тепловой мощности, обусловленные габаритными размерами корпусов и, как следствие, их низкая надежность.

Наиболее близким по техническому решению является принятый за прототип герметичный корпус модуля (патент RU №2526241), состоящий из основания с внешними выводами и двумя крышками, причем 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.

Недостатками такого корпуса является деградация функциональных свойств слоя геттера и элементов модуля в условиях радиационного воздействия.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности слоя геттера и элементов модуля за счет повышения радиационной стойкости корпуса.

Для достижения указанного выше технического результата предложена конструкция корпуса, состоящая из основания с внешними выводами и двумя крышками, причем 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, причем между внутренней поверхностью крышки и слоем геттера содержится дополнительный слой, обладающий свойством стойкости по отношению к радиационному воздействию и химической инертностью к слою геттера, и при этом полностью повторяющий внутреннюю поверхность крышки корпуса, причем дополнительный слой может содержать один или несколько атомов элементов из следующего ряда: углерод, кремний, алюминий, галлий, бериллий, магний, кобальт, никель, ниобий, ванадий, титан, тантал, цирконий, скандий, рений, свинец, золото, платина, вольфрам, фосфор, бор, кислород, азот, водород.

Создание на внутренней поверхности крышки вне зоны пайки дополнительного защитного слоя, который химически инертен к слою геттера и выполняет роль пассивной защиты (защитного экранирования) в условиях радиационного воздействия, снижает степень воздействия ионизирующих излучений на материал геттера, а также на элементы модуля. Таким образом, снижается степень деградация функциональных свойств слоя геттера и элементов модуля, а следовательно повышается их надежность.(см. Князев В.К., Сидоров Н.А., Курбаков В.Г., Касьянов Г.В. Радиационная стойкость материалов радиотехнических конструкций. Справочник. / Под ред. Н.А. Сидорова, В.К. Князева. - М: Советское радио, 1976. 568 с; Мырова Л.О.,Чепиженко А.З. Обеспечение радиационной стойкости аппаратуры связи, - М.: Радио и связь, 1983. 296 с.).

Как и в прототипе, теплообмен с окружающей средой осуществляется за счет процессов теплопередачи с поверхности корпуса и внешних выводов.

На Фиг. 1 изображен общий вид конструкции корпуса модуля, а на Фиг. 2 фрагмент крышки (разрез) с пуклевкой и дополнительным, стойким к радиационному воздействию слоем. Устройство содержит обечайку 1, крышки 2, пуклевки 3, внешние выводы 4, дополнительный слой 5, слой геттера 6.

Устройство работает следующим образом. В качестве примера известным способом был создан корпус модуля, в котором в качестве дополнительного слоя использовался слой из карбида кремния. Создание вне зоны пайки на внутренней поверхности корпуса дополнительного защитного слоя из карбида кремния, обладающего повышенной радиационной стойкостью и химической инертностью к слою геттера обеспечивает в условиях радиационного воздействия на корпус модуля поглощение избыточных газов (воздуха, водяного пара и др.), образующихся из-за процессов десорбции с теплонагруженных элементов модуля, а также за счет процессов натекания из внешней среды через различные дефекты пайки, способствуя повышению надежности элементов модуля. А ослабленный поток радиации, при прохождении через слоистую систему "корпус - SiC-слой - геттер" также не будет вызывать значительного роста интенсивности отказов элементов модуля. Технический результат достигнут полностью. (См. А.А. Лебедев, В.В. Козловский, Н.Б. Строкан, Д.В. Давыдов, A.M. Иванов, A.M. Стрельчук, Р. Якимова. Радиационная стойкость широкозонных полупроводников (на примере карбида кремния)// ФТП. 2002. Т. 35. Вып. 11. С. 1354-1359).Учитывая, что карбид кремния обладает большим значением коэффициента теплопроводности и коэффициентом излучения, то защитный слой из него лишь незначительно увеличивает термическое сопротивление корпуса и не снижает общую интенсивность его теплообмена с окружающей средой. Кроме того, карбид кремния обладая высокими механическими характеристиками способствует значительному повышению прочности и жесткости корпуса, (см. Таиров Ю.М., Цветков В.Ф. Полупроводниковые соединения А В // Справочник по электротехническим материалам. Т.3 / Под ред. Ю.В. Корицкого, В.В. Пасынкова, Б.М. Тареева. Л.: Энергоатомиздат, 1988. С. 446-472.; Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1973. С. 196-199).

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет повысить надежность слоя геттера и элементов модуля в условиях радиации и кроме того повысить прочность и жесткость корпуса модуля.

Изобретение относится к герметичным корпусам электрических приборов и может использоваться в конструкциях, к которым предъявляются высокие требования по герметичности, теплоотводу и радиационной стойкости. Технический результат - повышение надежности слоя геттера и элементов модуля за счет повышения радиационной стойкости корпуса. Достигается тем, что в герметичном 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. Внутренняя поверхность крышки с пуклевками вне зоны пайки содержит по крайней мере один дополнительный слой карбида кремния, обладающий химической инертностью по отношению к геттеру, на поверхности которого известным способом сформирован слой геттера. 2 ил.

Герметичный корпус модуля, состоящий из основания с внешними выводами и двумя крышками, присоединенными 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, отличающийся тем, что между внутренней поверхностью крышки и слоем геттера содержится дополнительный слой карбида кремния, обладающий химической инертностью к слою геттера и полностью повторяющий внутреннюю поверхность крышки корпуса.