РАДИОЭЛЕКТРОННЫЙ БЛОК Советский патент 1995 года по МПК H05K1/14 H01L23/48 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при проектировании блоков больших интегральных схем и их корпусов.

Цель изобретения повышение плотности компоновки.

На фиг.1 приведен общий вид радиоэлектронного блока (две микроплаты); на фиг. 2 приведен фрагмент дополнительного электроизоляционного слоя в изометрии; на фиг.3 приведен пример выполнения одного из слоев корпуса.

Радиоэлектронный блок (см. фиг.1) содержит герметизированный корпус 1, крышку 2 и основание 3. В основании 3 установлена матрица 4 электрически изолированных внешних выводов. Радиоэлектронный блок имеет также микроплаты 5 (на фиг.1 изображено две микроплаты) с электрорадиоэлементами (кристаллами микросхем) 6, установленными и подключенными к микроплатам 5. Микроплаты размещены параллельно одна другой и имеют по своему периметру контактные площадки 7, электрически соединенные с помощью перемычек 8 с внешними выводами 9 блока. Радиоэлектронный блок содержит матрицы 10 электрически изолированных выводов на крышке 2, теплоотвод 11, верхнюю коммутационную плату 12, нижнюю коммутационную плату 13 и электроизоляционные решетчатые платы 14 (устройство которых показано на фиг.2) со сквозными электрическими перемычками 15. Корпус 1 блока выполнен в виде многослойной печатной платы, имеющей ряд электроизоляционных слоев 16 с печатными проводниками 17 (являющимися составной частью внешних выводов 9) и контактными площадками 18 (внутрикорпусных) и 19 (внешнего соединения). Слои выполнены в виде рамок с окнами (см. фиг. 3). В корпусе из таких слоев каждый нижеследующий слой (в зоне этих контактных площадок) выступает на величину длин этих площадок как снаружи корпуса (см. фиг.1 поз.16), так и внутри (в месте установки перемычек 8). Кроме этого, в корпусе имеются другие контактные площадки 20 для внутрикорпусных соединений печатных проводников в угловых площадках 21. Микроплаты 5 имеют отверстия 22, в которых размещены теплоотводы 11, выполненные, в частности, в виде тепловых труб и имеющие тепловой контакт с микроплатами 5 и крышкой 2. Выводы матрицы 4 электрически соединены с контактными площадками нижней коммутационной платы 13, контактные площадки, находящиеся на верхней стороне нижней коммутационной платы 13, соединены контактными площадками 20 (в зонах угловых площадок 21) с аналогичными площадками, находящимися на нижней стороне нижнего слоя 23 корпуса 1. На крышке 2 закреплена верхняя коммутационная плата 12. Контактные площадки верхней стороны верхней коммутационной платы 12 электрически соединены с выводами матрицы 10, а контактные площадки нижней стороны верхней коммутационной платы 12 электрически соединены с угловыми контактными площадками 21 верхнего слоя 24 корпуса 1. Электроизоляционные решетчатые платы 14 со сквозными перемычками 15 установлены между верхней микроплатой 5 и верхней коммутационной платой 12, между нижней микроплатой 5 и нижней коммутационной платой 13, а также между микроплатами 5, при этом сквозные перемычки 15 соединяют их между собой и верхнюю (нижнюю) микроплату с верхней (нижней) коммутационной платами соответственно.

П р и м е р конкретной реализации радиоэлектронного блока. В основу технологии изготовления деталей блока и технологии его сборки положена система сквозного сохранения базовых размеров и допусков на уровнях модульности, отличающихся от уровня модульности самого блока, как в верхнюю, так и в нижнюю сторону. Для этой цели служат два отверстия (см. фиг.1): одно круглой, другое овальной формы. Эти отверстия имеются в наличии в каждом слое корпуса, а также в крышке, основании и обеих коммутационных платах 12 и 13. Точность совмещения всех деталей при сборке корпуса, крышки и основания, а также блока в целом определяется точностью выполнения диаметра круглого отверстия (или малого диаметра овала) и точностью выполнения диаметров круглых штырей кондуктора, входящих в эти отверстия при сборке блока.

Сборку радиоэлектронного блока производят в следующем порядке.

Сначала изготавливают отдельные слои 16 корпуса и другие, включая слои 23 и 24 (см. фиг.1), на основе многослойных керамических структур. Затем на одну из сторон наносят слой стеклянной фритты (порошка, например, С48-2) при защите (маскировании) площадок 21. Затем в кондуктор с двумя штырями (под ориентирующие отверстия для керамических слоев) устанавливают слои, начиная с 23 и кончая 24. Затем на пакет слоев в кондукторе подают усилие прижатия (например: устанавливают груз), а пакет слоев вместе с кондуктором и грузом помещают в печь с нейтральной атмосферой. Включают разогрев и дают выдержку при различных температурах, затем снижают температуру и вынимают спеченный корпус. Аналогично поступают с присоединением основания 3 к коммутационной плате 13 и далее к корпусу 1. Этот процесс можно объединить. Аналогично соединяют крышку 2 с коммутационной платой 12. Для внешней ориентации соединенного корпуса 1 с основанием 3 и коммутационной платой 13 по-прежнему служит система двух отверстий. Для внутренней ориентации устанавливаемых в колодце корпуса микроплат 5 и электроизоляционных решетчатых плат 14 служат внутренние ориентаторы, предусмотренные в колодце корпуса (например, по углам). Внутри колодца корпуса 1 первой устанавливают на коммутационную плату 13 нижнюю электроизоляционную решетчатую плату 14, на которую устанавливают нижнюю микроплату 5. После этого по центру отверстия устанавливают не залитую теплоносителем и неоткачанную тепловую трубу 11. Производят тепловую пайку контактных площадок соединительной платы 13, платы 14 и нижней микроплаты 5. Одновременно происходит пропайка вышеперечисленных деталей с периметром тепловой трубы 11 при одинаковой температуре Т₁. При этом на тепловую трубу 11 и на микроплату 5 воздействуют вертикальным усилием для лучшего прилегания соединений при пайке. С помощью перемычек 8 производят термокомпрессионной сваркой соединение контактных площадок 7 нижней микроплаты 5 с контактными площадками 18 внешних выводов 9 корпуса 1. Устанавливают на нижнюю микроплату 5 вторую электроизоляционную плату 14, на которую устанавливают верхнюю микроплату 5 и производят температурную пропайку их контактных площадок при температуре Т₂ с одновременной припайкой ее по периметру с тепловой трубой 11. При этом должно соблюдаться условие о разнесении температур плавления применяемых припоев
Т₁ > Т₂
С помощью перемычек 8 производится термокомпрессионной сваркой соединение контактных площадок 7 верхней микроплаты 5 с контактными площадками 18 внешних выводов 9 корпуса 1. Устанавливают на верхнюю микроплату 5 третью электроизоляционную плату 14 и производят температурную пропайку их контактных площадок при температуре Т₃. Затем устанавливают крышку 2 с соединительной платой 12 с опорой на верхний слой корпуса и верхнюю электроизоляционную плату 14 и производят температурную пропайку их контактных площадок при температуре Т₂. При этом должно соблюдаться условие
Т₁ > Т₂ > Т₃ > Т₄
Производят пропайку по периметру шва между коммутационной платой 12 и верхним слоем 24 корпуса 1 и по периметру стыковки крышки 2 с тепловой трубой 11 при температуре Т₅.

Устанавливают и припаивают своими контактными площадками к коммутационным платам 12 и 13 матрицы 10 и 4 изолированных выводов при некоторой температуре Т₆. Изоляторы этих матриц припаивают по периметру к основанию 3 и крышке 2. Производят заливку теплоносителем тепловой трубы, откачку воздуха из нее 3, герметизацию.

Производят откачку воздуха, заполнение инертным газом и окончательную герметизацию корпуса радиоэлектронного блока.

В предлагаемом радиоэлектронном блоке увеличивается количество внешних выводов блока, при линейном увеличении количества внешних выводов блока плотность пространственной компоновки блока возрастает нелинейно (приблизительно в квадрате), увеличивается надежность аппаратуры, так как уровень технологии изготовления блока определяется уровнем технологии изготовления микросхем. Снижается удельная материалоемкость, габаритно-весовые и стоимостные характеристики.

Изобретение относится к электронике. Цель изобретения повышение плотности компоновки радиоэлектронного блока (РЭБ). Она достигается тем, что РЭБ имеет дополнительные матрицы электрически изолированных между собой внешних выводов 10, установленных на крышке герметичного теплоотводящего корпуса, и теплоотводы 11, перпендикулярные поверхности крышки и контактирующие с микроплатами и крышкой для отвода тепла, РЭБ имеет коммутационные платы 12 и 13 с контактными площадками, электроизоляционные решетчатые платы 16 со сквозными токопроводящими перемычками 8 и окнами, расположенными между микроплатами 5 и между микроплатами 5 и коммутационными платами 13. Основание 3 выполнено в виде ступенчатой многослойной печатной платы с печатными проводниками на изоляционных слоях в виде разновеликих рамок с окнами и открытыми контактными площадками, расположенными по внешним и внутренним периметрам рамок, и угловыми контактными площадками, размещенными в угловых участках рамок для межслойных соединений. В микроплатах 5 выполнены соосные отверстия, в которых размещены теплоотводы. Внешние выводы 10 соединены с контактными площадками коммутационных плат крышки и основания 3. Сквозные токопроводящие перемычки 8 электрически соединены с контактными площадками микроплат 5 и коммутационных плат 13, а электрорадиоэлементы размещены в окнах электроизоляционных решетчатых плат. 3 ил.

1. РАДИОЭЛЕКТРОННЫЙ БЛОК, содержащий герметичный теплоотводящий корпус, выполненный в виде соединенных между собой основания и крышки с образованием между ними полости и размещенной на основании матрицы электрически изолированных между собой внешних выводов, микроплаты с контактными площадками, расположенные в корпусе одна над другой и электрически соединенные с внешними выводами и контактными площадками смежных микроплат, и электрорадиоэлементы установленные на микроплатах, отличающийся тем, что, с целью повышения плотности компоновки, он снабжен дополнительными матрицами электрически изолированных между собой внешних выводов, которые установлены на крышке герметичного теплоотводящего корпуса, теплоотводами, расположенными перпендикулярно поверхности крышки герметичного теплоотводящего корпуса, в его полости с возможностью теплового контакта с микроплатами и крышкой, герметичного теплоотводящего корпуса, коммутационными платами с контактными площадками, размещенными на крышке и основании герметичного теплоотводящего корпуса соответственно, параллельно плоскостям их размещения соответственно, электроизоляционными решетчатыми платами со сквозными токопроводящими перемычками и окнами, которые расположены между микроплатами и между микроплатами и коммутационными платами с контактными площадками соответственно, основание герметичного теплоотводящего корпуса выполнено в виде ступенчатой многослойной печатной платы с печатными проводниками на изоляционных слоях в виде разновеликих рамок с окнами и открытыми контактными площадками, расположенными по внешним и внутренним периметрам рамок, и угловыми контактными площадками, размещенными в угловых участках рамок для межслойных соединений, а в микроплатах выполнены соосные отверстия, в которых размещены теплоотводы, причем электрически изолированные между собой внешние выводы соединены с соответствующими контактными площадками коммутационных плат крышки и основания герметичного теплоотводящего корпуса соответственно, а угловые контакты площадки угловых участков у ступенчатой многослойной печатной платы основания герметичного теплоотводящего корпуса, с соответствующими контактными площадками коммутационных плат крышки и основания, при этом сквозные токопроводящие перемычки электроизоляционных решетчатых плат электрически соединены с соответствующими контактными площадками микроплат и коммутационных плат, а электрорадиоэлементы размещены в окнах электроизоляционных решетчатых плат. 2. Блок по п. 1, отличающийся тем, что теплоотводы выполнены в виде тепловых труб.