Гибридный многоуровневый электронный модуль Советский патент 1992 года по МПК H01L21/50 

Изобретение относится к электронике и может быть использовано в радиопромышленности и промышленности средств связи и приборостроении.

Целью изобретения является повышение плотности упаковки модуля и надежности его работы.

На фиг.1 показан один из вариантов конструкции платы. ,

На фиг.2 представлен вариант с использованием гибкой печатной платы, на фиг.З показан вариант составной платы, на фиг.4 представлен общий вид модуля, на фиг.5 показан поперечный разрез модуля с применением ком- мутационной платы.

Модуль содержит набор параллельно закрепленных плат, каждая из которых (фиг.1) может содержать бескорпусные микросхемы (как активные элементы 1, так и пассивные 2). При этом микро- схемы ориентированно закреплены по31

лимерным материалом 3 относительно друг друга и жесткими выводными контактами 4. На поверхности элементов и платы нанесены проводники 5, которые осуществляют коммутацию элементо между собой,- с выводными контактами, а такие служат для соединения плат между собой после установки в модуль

В случае, когда элементы поставля тся присоединенными к разводке, нанесенной на гибкое основаниеs плата меет вид, показанный на фиг.2. Эле- 4ент 1 контактными площадками б электрически соединен с разводкой 7, нанесенной на-гибкое основание 8. Рам- taa 9 с внешними жесткими контактами служит опорой для закрепления гибког основания 8. При этом разводка 7 образует выводы платы для соединения внутри модуля.

Возможен вариант платы, собранной из нескольких частей (фиг.З). Каждая частичная плата 10, содержащая эле

..

5

0

посредственный тепловой контакт с теплорастекателем 18. Особенностью данной конструкции является то, что проводники 5 нанесены на изолирующий слой, закрывающий лицевую часть элемента 1. Конструкция данного модуля предусматривает наличие промежуточной коммутационной платы 19 с жесткими планарными выводами 20. Модуль герметизируется полимерным материалом 16 по всей своей поверхности.

Модуль собирается в технологическом приспособлении, обеспечивающем параллельное размещение плат с заданным шагом. При этом платы располагаются между ребрами тепловода и коммутируются по граням модутя, Ребра выполняются только в зонах значительного тепловыделения (определяются расчетным путем).

Замена конвективного охлаждения теплопроводностью значительно сокращает шаг между платами (введенное

30

центы 1 и 2, своими выводами соедине- 25 между платами ребро теплоотвода толщиной 0,5 мм отводит до 4 Вт тепловой энергии при допустимом перепаде температур между элементом и окружающей средой).

Плат,а имеет малую толщину, обусловленную толщиной бескорпусного эле-1- мен га. Монтаж между элементами и выводными контактами платы выполняется не объемными, а нанесенными на поверхность плоскими проводниками.

Соответственно резко сокращается длина межсоединений между платами и длина проводников, соединяющих элементы с внешними выводами модуля, что улучшает технические характеристики аппаратуры.

Монолитная конструкция модуля обладает высокими механическими свойствами, что расширяет область применения данной конструкции.

Высокая надежность обуславливается заменой низконадежных соединений (типа скользящего контакта) на высоконадежные (типа вакуумного осаждения металлических пленок), а также снижением количества соединений и эффективным теплоотводом.

Применение коммутационных печатных плат для соединения плат между собой также увеличивает плотность упаковки,

на по контуру, например, при помощи припоя 11 с другими частичными платами, а свободные внешние контакты образуют внешние контакты платы. В одном из вариантов модуль 12 (фиг.4) собирается из плат 13 с жесткими выводами. По граням модуля платы электрически соединяются проводниками, на- н есенными на гибкое основание 8. При этом обеспечивается произвольная разводка по граням модуля. Для увеличе- 35 ния надежности увеличенные выводы плат после предварительного покрытия оболочкой 14 вскрывают и наносят дублирующие проводники 15 на поверхность модуля. После этого модуль окончатель но герметизируют полимерным материалом 16. Конструкция модуля предусматривает введение непосредственно в зоны нагрева ребер теплоотвода 17с теплорастекателем 18. Модуль закреп- ляется механически к общей охлаждающей системе, а внешние выводные контакты 4 плат 13 имеют контакт с общей коммутирующей платой, образуя внешние выводы модуля

В целях увеличения плотности упаковки целесообразно использовать высокую теплопровбдность подложки некоторых элементов для непосредственной

JJO

SO

передачи тепловой энергии на тепло- 55а возможность применения дублирования

растекатель; На фиг.5 показан попе- каждого паянного контакта дополнительрачиый разрез такого модуля, где зле-но напыленным контактом делает констмент, входящий в плату 13, имеет не- Iрукцию весьма надежной.

35

JJO

Ptx.i

9

Фиг.2

tf

Фиг.Ч

Ю 1

Pi/г.З

Фиг.5