Микросборка электронного блока Советский патент 1993 года по МПК H05K7/20 

Изобрет.ение относится к области микроэлектроники и может быть использовано в конструкциях электронных модулей с высокой эффективностью рассеяния тепла.

Целью изобретения является повышение эффективности отзода тепла.

Нафиг.1 представлена микросборка заявляемой конструкции, общий вид (вертикальное сечение); на фиг,2 - вид многослойной керамической платы с торца (без полых элементов теплового разъема).

Микросборка содержит МКП 1 с расположенными на ее верхней поверхности 2 кристаллами ИС 3. С целью герметизации микросборки к МКП 1 герметично присоединены рамка 4 и крышка 5. Электрическое соединение микросборки с другими деталями электронного блока осуществлено с помощью выводов 6. Коммутация кристаллов ИС 3 с выводами б выполнена с помощью проводниковой разводки 7. расположенной

в верхней части МКП 1. Система охлаждения МКП 1 выполнена в виде параллельных каналов 8, расположенных в ее нижней части и выходящих на торцы 9, 10 МКП 1.

Тепловой разъем, соединяющий систему охлаждения МКП с системой охлаждения электронного блока (на фиг. не показан) .выполнен в виде полых элементов 11, 12, охва- тыв ающих торцы 9,-10 МКП 1. Каналы 8 через отверстия 13, 14 на торцах 9, 10 МКП 1 соединены с полыми элементами 11, 12 с возможностью сообщения через штуцеры 15, 16с системой охлаждения электронного блока (на фиг. не показан).

Предлагаемая микросборка изготавливается следующим обрэзсм. МКП 1 изготавливается, например, методом обжига пакета металлизированных необожженных керамических заготовок. В качестве керамики используется алюмооксидная керамика ВК 94-1 (аЯО.027.002 ТУ), Проводниковая

vj о о

Јь

о о

со

разводка выполняется методом трафаретной печати вольфрамо-молибденоврй пасты В-1 (ЩИО.028.002). Каналы 8 выполняют прямоугольного сечения 400x800 мкм набором в полупакет керамических заготовок, прессованием и последующей обработкой лучом лазера для получения нужной конфи- гурации каналов.

Металлизированные заготовки с рисунком проводниковой разводки, полупакет керамических заготовок с рисунком каналов, неметаллизированные Керамические заготовки набирают в пакет в последовательности, определенной топологией схемы, производят прессование и обжиг полученного изделия.

. В результате получают МКП 1, на верхней поверхности 2 которой размещены проводниковые элементы (на фиг. не показаны) для присоединения кристаллов ИСЗ. рамки 4, выводов б, полых элементов 11, 12 и на торцах 9, 10 имеются отверстия 13, 14 каналов 8. Затем к МКП 1 методом пайки твердым припоем присоединяются внешние выводы 6, рамка 4 и конструктивные элементы теплового разъема: полые элементы 11, 12 и штуцеры 15, 16. Эти детали выполнены, как правило, из ковара или сплава 42Н. После этого производят монтаж пайкой или сваркой кристаллов ИС 3 и присоединение крышки 5 к рамке 4 методом роликовой сварки.

Мйкросборкз работает следующим образом. В процессе функционирования электронного блока, часть которого является микросборка, установленные в ней кристаллы ИС 3 выделяют тепло. Через проводниковые и керамические слои МКП Г тепло передается каналам 8, по которым циркулирует охлаждающая жидкость, например, вода. Охлаждающая жидкость поступает из .системы охлаждения блока через тепловой разъем, содержащий полый элемент 11. При прохождении по тепловому разъему температура охлаждающей жидкости практически не повышается благодаря малому тепловому сопротивлению разъема. Затем через отверстие 13 охлаждающая жидкость попадает в каналы 8. образующие систему охлаждения МКП 1, после чего выводится в

систему охлаждения электронного блока через отверстие 14 и полый элемент 12. При этом расположение каналов 8 непосредственно внутри МКП 1. подача охлаждающей жидкости с низкой температурой к каждому индивидуальному каналу 8 обеспечивает высокую эффективность отвода тепла в микросборке заявляемой конструкции.

Использование предлагаемого техниче- ского решения обеспечивает по сравнению с известными следующие преимущества:

повышение эффективности отвода тепла за счет специальной конструкции теплового разъема и каналов системы охлаждения МКП, что позволило увеличить разность температур на выходе и выходе системы охлаждения МКП;

расширение технических возможностей

микросборки за счет обеспечения нормального теплового режима функционирования

при рассеиваемой мощности тепла свыше

360 Вт;;

улучшение технологичности конструкции за счет исключения операций формиро- вания каналов распределителя и коллектора, имеющих большое сечение, внутри платы;

обеспечение возможности визуального контроля качества выполнения системы ох- лаждения платы в процессе изготовления микросборки.

Формула изобретения Микросборка электронного .блока, содержащая многослойную керамическую плату с системой параллельных-каналов ох- лаждения внутри нее, тепловые, разъемы для соединения каналов охлаждения указанной выше платы с системой охлаждения электронного блока, о т л и чающаяся тем, что,чс целью повышения эффективности охлаждения, концы параллельных каналов охлаждения указанной выше.платы расположены на двух противоположных торцах, а тепловые разъемы выполнены в виде полых элементов со штуцерами, причем полые элементы установлены на торцах указанной выше платы, на которых расположены концы каналов охлаждения с обеспечением их охвата и сообщены своими полостями с ука- занными выше каналами охлаждения.

О О О

о о о о

Область использования изобретения: изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано в конструкциях электронных модулей с высо- кой эффективностью рассеяния тепла. Конструкция позволяет получить микросборку с мощностью рассеяния тепла свыше 360 Вт/5,6 Вт/см /. Сущность изобретения заключается в том, что в микросборке, содержащей керамическую плату, выполненную внутри платы систему ее охлаждения, тепловой разъем для соединения системы охлаждения платы выполнена в виде параллельных каналов,выходящих на торцы платы, тепловой разъем выполнен в виде полых элементов, охватывающих торцы платы и присоединенных к ней с обеспечением сообщения каналов с системой охлаждения электронного блока. 2 ил.

ТЗ

фи г. 2