Показать метаданные Скрыть метаданные

(19)

(11)

1 749 954

(13)

(51)

МПК

H01L25/00(2000-01-01)

H01L27/00(2000-01-01)

H01L23/48(2000-01-01)

(21) (22)

Заявка

4874484, 1990-08-23

(22)

дата подачи заявки

1990-08-23

(45)

опубликовано

1992-07-23

(72)

авторы

Сидоров Владимир АлександровичСоха Удо Карлович

(56)

Документы, цитированные в отчете о поиске

Патент США N 3696294, клРадиодетали и радиокомпонентыПатент США № 4257061кл

Микросхема Советский патент 1992 года по МПК H01L25/00 H01L27/00 H01L23/48

Описание патента на изобретение SU1749954A1

Иллюстрации к изобретению SU 1 749 954 A1

Реферат патента 1992 года Микросхема

Формула изобретения SU 1 749 954 A1

r///////s//y.

j§

1Г

/ / 2 Ю

s б

W////yz &&r $zzz

Ю О1 4

Фиг.1

Изобретение относится к устройствам электротепловой функциональной микроэлектроники, содержащим узлы, выполняющие функции преобразования электрической энергии в тепловую (нагревательный узел или элемент) и тепловой энергии в электрическую (термочувствительный узел или элемент) и может найти применение в качестве электротепловых усилителей, термоанемометров, вакуумметров, микротермостатов подогревного типа, в частности для прецизионных входных каскадов операционных усилителей или опорных стабилитронов, первичных преобразователей мощности (в том числе теплового излучения) или среднеквадратического значения переменных напряжений произвольной формы.

Цель изобретения - повышение надежности и экономичности конструкции за счет улучшения термоизоляции термоизолмро- ванной платы от изотермических элементов.

На фиг.1 изображено принципиальное техническое решение предлагаемой микросхемы, сечение; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.З - возможный вариант конструкции термоизолированной платы и соединения ее с остальными элементами микросхемы; на фиг.4 - конструкция сдвоенного первичного преобразователя среднеквэдратиче- ского значения, разрез; на фиг.5 - то же, со снятой крышкой, вид сверху.

Микросхема (фиг.1 и 2) содержит термоизолированную плату 1, на поверхности или в теле которой сформированы нагревательный 2 и термочувствительный 3 элементы, , Указанные элементы имеют выводы 4 (в частности, контактные площадки), соединенные с внутренними участками 5 электрических проводников. Последние содержат также средние б м внешние 7 участки. Кроме того, микросхема содержит диэлектрическую плату 8 с отверстием 10 и изотермическую плату 9 с углублением 11. Для изготовления диэлектрической платы 8 с электрическими проводниками можно использовать серийно выпускаемую ленту с нанесенной на ней алюминиевой фольгой. Путем травления формируют участки 5 и 7 (средние участки формируют на- пылением), Выступающие за край отверстия 10 участки 5 обеспечивают надежное соединение с термоизолирующей платой. Если последняя является полупроводниковым кристаллом с алюминиевыми контактными площадками 4, то образуется однокомпонентное соединение (путем ультразвуковой сварки), что улучшает метрологические характеристики микросхемы и удешевляет ее изготовление.

На фиг,2 штриховой линией 11 обозначен контур углубления в изотермической

плате 9. Альтернативный вариант реализации углубления показан на фиг.4 и 5.

На фиг.З термоизолированная плата 1, например, из брокерита содержит на противоположных сторонах нагревательный элемент 2, термочувствительный.элемент 3 и балочные Г-образные выводы 4. Последние соединены (сваркой, пайкой) с участками 5 проводников. Нагревательным элементом может служить тонко- или толстопленочный

резистор с малым ТКС, а термочувствительным элементом 3 - толстопленочный термостат. Повышенное тепловое сопротивление средних участков 6 может быть обеспечено путем уменьшения их сечения. Дополнительное увеличение теплового сопротивления средних участков б может быть достигнуто путем формирования участков 12, например, из титана или никеля.

Микросхема может иметь дополнительные сегменты 13 (фиг,2, 4 и 5), служащие для выравнивания температуры диэлектрической платы вокруг термоизолированной платы, а также для повышения механической жесткости конструкции (возможен вариант двухстороннего размещения сегментов, что несколько усложняет технологию и удорожает микросхему). Удаление сегментов на расстояние не менее 0,1 мм от термоизолированной платы обеспечивает

тепловое сопротивление более 4 50000 к/Вт, что практически не оказывает шунтирующего теплового воздействия на термоизолированную плату 1. Микросхема совместима с гибридной

технологией, поэтому с точки зрения технико-экономической целесообразности возможен вариант реализации всей электрической схемы в виде гибридной интегральной схемы, компоненты которой, реализующие вторичный преобразователь, размещены вне линии обрыва на фиг.1 и 2 на общей, например, поликоровой изотермической плате 9, Расстояние I определяется из соотношения

1 (5-10) Я ЗВ0,м.

где А- теплопроводность диэлектрической платы 8;

5 S - площадь поперечного сечения диэлектрической платы 8, в направлении рассматриваемого расстояния I, м2;

Fig.- тепловое сопротивление соответствующего электрического проводника.

Формула изобретения

1.Микросхема, содержащая термоизолированную плату с внешними выводами, сформированные на термоизолированной плате нагревательный элемент, термочувст- вительный элемент, термоизолирующие элементы и изотермические элементы, о т л ичающаяся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности конструкции путем улучшения термоизоляции термоизо- лированной платы от изотермических элементов, термоизолирующие элементы выполнены в виде диэлектрической платы

из материала с низкой теплопроводностью и расположенных на ней электрических проводников, внутренние части которых электрически соединены с выводами указанных соответствующих элементов термоизолированной платы, средние участки которых выполнены с высоким тепловым со- противлением, а внешние участки электрически соединены с внешними выводами с обеспечением теплового контакта с изотермическими элементами, причем изотермические элементы выполнены в виде платы из материала с высокой теплопроводностью, в которой выполнено углубление, а в диэлектрической плате выполнено отверстие, кромки которого пересечены внутренними участками электрических проводников указанной диэлектрической платы, при этом плата изотермических элементов и диэлектрическая плата расположеныпоследовательноподтермоизолированной платой соответствен- но, контур углубления платы изотермических элементов ограничен началом внешних участков электрических проводников, а площадь отверстия диэлектрической платы больше площади проекции термоизо- лированной платы на диэлектрическую плату.

2.Микросхема поп,1,отличающая- с я тем, что плата изотермических элементов выполнена в виде монолитного элемен- та.

3.Микросхема по пп. 1 и 2. о т л и ч а ю- щ а я с я тем, что термоизолированная плата выполнена в виде монолитного полупроводникового кристалла.

4.Микросхема по п.З, отличающая- с я тем, что в качестве монолитного полупроводникового кристалла использован кремниевый кристалл, при этом в качестве нагревательного элемента использован ре- зистор, а в качестве термочувствительного элемента - биполярный транзистор.

5.Микросхема по пп.1-4, отличающаяся тем, что средние участки электрических проводников диэлектрической платы

выполнены с меньшим поперечным сечением, чем поперечное сечение внутренних и внешних участков указанных выше электрических проводников, при этом все указанные участки электрических проводников выполнены из одного и того же материала.

6.Микросхема по п.5. отличающая- с я тем, что один из геометрических размеров поперечного сечения средних участков электрических проводников меньше соответствующего одноименного с ним геометрического размера поперечного сечения внутренних и внешних участков указанных электрических проводников.

7.Микросхема по п.5. отличающая- с я тем, что в качестве материала всех участков электрических проводников диэлектрической платы использован алюминий.

8.Микросхема по пп.1-4, от л ичающаяся тем, что внутренние участки электрических проводников соединены с выводами термочувствительного элемента термоизолированной платы, при этом средние участки указанных электрических проводников выполнены из материала, теплопроводность которого ниже, чем теплопроводность материала внутренних и внешних участков, указанных электрических выводов.

9.Микросхема по п.8, отличающая- с я тем, что в качестве материала средних участков электрических проводников использован нихром.

10.Микросхема по п.8, отличающаяся тем, что в качестве материала средних участков электрических проводников использован титан.

11.Микросхема по п.8, отличающаяся тем, что в качестве материала средних участков электрических проводников использован никель.

12.Микросхема полп. 1-11, от л ичающаяся тем, что диэлектрическая плата снабжена дополнительными изотермическими элементами в виде сегментов из того же материала, что и внешние и внутренние участки электрических проводников диэлектрической платы, и расположенными на ди- электрической плате со стороны расположения электрических проводников, причем дополнительные изотермические элементы жестко соединены с диэлектрической платой посредством клеевого соедине- ния и размещены кромками своих сегментов на расстояние I от электрических проводников, которое определяется из следующего выражения:

l (5-10) ASFfe, м,

где Я- теплопроводность диэлектрической платы;

S - площадь поперечного сечения диэ-R $- тепловое сопротивление соответстлектрической платы в направлении I, м ;вующего электрического проводника по его

среднему участку.

ф. 2

тШ%

1 I

V7M

киЯовоь).

л&ЙЯЙЖгаа

ЙНВИУЯ.

6 7

V7M

0i/e:3

V/ /, /

а-С

raragraf

за

;;

Фие.5

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1992 года SU1749954A1

Патент США N 3696294, кл
Телефонный аппарат, отзывающийся только на входящие токи	1921	Коваленков В.И.	SU324A1
Радиодетали и радиокомпоненты
ПРИБОР ДЛЯ ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЗВУКОВ	1923	Андреев-Сальников В.А.	SU1974A1
Кипятильник для воды	1921	Богач Б.И.	SU5A1
Приспособление для разматывания лент с семенами при укладке их в почву	1922	Киселев Ф.И.	SU56A1
Патент США № 4257061
кл
Печь для непрерывного получения сернистого натрия	1921	Настюков А.М. Настюков К.И.	SU1A1
Клапан	1919	Шефталь Н.Б.	SU357A1

SU 1 749 954 A1

Авторы

Сидоров Владимир Александрович

Соха Удо Карлович

Даты

1992-07-23—Публикация

1990-08-23—Подача

название	год	авторы	номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ БЕЗВЫХОДНЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ	1993	Найда С.М. Гладков П.В. Пырченков В.Н.	RU2083024C1
ДЕТЕКТОР ОПАСНОСТИ ДЛЯ РАБОТЫ В ЯДЕРНОЙ СФЕРЕ, ИМЕЮЩИЙ НАГРЕВАТЕЛЬНУЮ СИСТЕМУ ДЛЯ НАГРЕВА ТИПИЧНО НЕ-РАДИАЦИОННО-УСТОЙЧИВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ КОМПОНЕНТОВ ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СРОКА СЛУЖБЫ	2012	Эберзольд Ханс Арнольд Мартин	RU2533100C2
ЗАЩИТНЫЙ ТЕРМОЧЕХОЛ	2001	Безукладов В.И. Кийко Н.В. Костенко В.И. Ямбуренко Н.С.	RU2246188C2
МИКРОБОЛОМЕТР С УПРОЧНЕННЫМИ ПОДДЕРЖИВАЮЩИМИ БАЛКАМИ И СПОСОБЫ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ	2012	Володин Евгений Борисович Рац Александр Михайлович Кузьмин Сергей Владимирович Машевич Павел Романович Беспалов Владимир Петрович	RU2490751C1
ПОЛОСНО-ПРОПУСКАЮЩИЙ СВЧ-ФИЛЬТР	2020	Кунилов Анатолий Львович Ивойлова Мария Михайловна Мякишева Мария Сергеевна Балобанов Евгений Сергеевич	RU2743325C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВАНИЯ КУРИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА	2019	Литтен, Нил	RU2822228C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВАНИЯ КУРИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА	2015	Литтен Нил	RU2693504C2
ТЕПЛОВОЙ ПРИЕМНИК ИЗЛУЧЕНИЯ	2003	Олейник А.С. Орехов М.В.	RU2227905C1
СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ МОДУЛЬ	2006	Феопёнтов Анатолий Валерьевич Богданов Александр Александрович Ожигин Денис Анатольевич Бельник Игорь Аркадьевич Нахимович Мария Валерьевна Васильева Елена Дмитриевна	RU2321103C1
СПРЕССОВЫВАНИЕ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИИ ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ИЗОЛИРОВАННЫХ ПРОВОДНИКОВ	2012	Эдкок Тед Уэйн Хартфорд Кэри Элизабет Морган Дэвид Стаурт Варлак Клив Стефен Д`Анжело Iii Чарльз	RU2596225C2