Основание микромодуля Советский патент 1982 года по МПК H05K7/20 

(5) ОСНОВАНИЕ МИКРОМОДУЛЯ

Изобретение относится к радиоэлектронике и радиотехнике и может быть, использовано преимущественно в электронном блоке с микросборками, требующими развязки по теплу, например в мощном гибридно-пленочном вторичном источнике питания.

Известна конструкция блока, содержащая разделенные тепловым барьером шасси, в которых расположены электрорадиоэлементы (ЭРЭ) с различными допустимыми температурами и которые имеют отдельные поверхности теплообмена, обеспечивающее развязку по тепЛу, но с помощью искусственно (без учета функциональной необходимости) разнесенных по разным отсекам ЭРЭ, от чего увеличивается электромонтаж, ухудшается электромагнитная совместимость функциональных узлов, а значит уменьшается надежность работы 1.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является

основание микромодуля, содержащее подложку, на которой выполнены теплостоки, находящиеся в тепловом контакте с элементами микромод ля 2.

Недостатком данного устройства является то, что основание сохраняет между теплостоком металлические перемычки, по которым происходит выравнивание температуры, кроме того, снижается надежность работы элементов микромодуля, требующих развязки по теплу и нерегулярно расположенных на основании.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения тепловой развязки нерегулярно располо)((енных элементов микромодуля.

Поставленная цель достигается тем, что в основании микромодуля, содержащем теплопроводящую подложку, на которой выполнены теплостоки, находящиеся в тепловом KOHTaKte с элементами микромодуля, каждый из теплостоков находится в тепловом контак те только с одним элементом микромодуля, а каждый элемент микромодуля расположен на нескольких теплосто ках, при этом теплостоки соединены между собой с помощью теплоиЛляциoHHbix перегородок. Кроме того, теплостоки выполнены в виде штырей. На чертеже изображено основание корпуса для размещения микросборок в аксонометрической проекции. Основание корпуса содержит теплопроводные штыри 1, имеющие опоры теплоотводящие площадки 2, разделенные нетеплоггроводным материалом 3 на площадках 2 установлены силовые элементы микромодуля k с мощными транзисторами 5, микросборки управления 6 с конденсаторами 7 и маломощными полупроводниковыми приборами 8, а также отдельные ЭРЭ, например, торроидальный дроссель с теп лосигводом 9. i . . Принцип действия устройства заключается в следующем. Тепло, выделяемое в микросборках отводится через соответствующие им штыри в окружающее пространство, при чем площадь подложек каждого элемента микромодуля выбирается, исходя из способности приходящихся на нее штырей обеспечить тепловой режим элемен та микромодуля. Нетеплопроводный материал между штырями препятствует пе ретеканию тепла по основанию от одного элемента микромодуля к Другому Поэтому,если силовая микросборка содержит мощные теплонагруженные ЭРЭ с высокой допустимой температурой, например транзисторы с Lp 125°C, а соседняя микросборка управления ЭРЭ с низкой температурой, например конденсаторы с , то предлага емое изобретение позволяет при максимально допустимой нагрузке транзистора, сопряженной с повышением температуры основания корпуса под ней, напри мер до 110-П5°С, обеспечить температуру основания корпуса под соседним элементом микросборки управления независимо от нагрузки силовой микросборки, а определяемую только способностью штырей, соответ ствующих микросборке управления, от вести выделяемое на ней тепло в окружающее пространство и обеспечить допустимую температуру для ЭРЭ этJэй 34 микросборки, а тем самым и гарантируемую в ТУ надежность этих ЭРЭ. Кроме того, предлагаемое изобретение позволяет повысить уровень унификации электронного блока с нерегулярно расположенными, элементами вследствие равномерности расположения теплоотводящих площадок, имеющих размеры примерно на порядок меньше Линейных размеров элементов микромодуля, что важно для гибридно-пленочных микросхем, функциональные узлы которых могут значительно отличаться друг от друга формой и величиной. Форма опор и сечения штырей может быть любой, например круглой или квадратной , обеспечивающей тепловой режим микромодуля, для чего толщина нетеплопроводного материала между контактными площадками должна быть минимально необходимой для механической связи штырей. Размеры опор и штырей, их дискретность выбираются в зависимости от вида и интенсивности охлаждения. Крепление элементов микромодуля на основании может быть осуществлено с помощью теплопроводного клея или низкотемпературного припоя. Предлагаемое изобретение позволяет также устанавливать ЭРЭ с различными допустимыми температурами на одной микросборке, особенно если в качестве материала для подложки выбран для ослабления тепловой связи по подложке менее теплопроводный материал, например ситалл. Математическое моделирование показывает , что тепловое сопротивление между теплоотводящими площадками в случае изготовления их из алюминиевого сплава у предлагаемого устройства примерно на три порядка выше, чем у прототипа, что выгодно отличает предлагаемое устройство. Формула изобретения - 1. Основание микромодуля, содержащее теплопроводящую подложку, на которой выполнены теплостоки, находящиеся в тепловом контакте с элементами микромодуля, о т -л и ц а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения тепловой развязки нерегулярно расположенных элементов микромодуля. каждый из теплостоков находится в тепловом контакте только с одним элементом микромодуля, а каждый элемент микромодуля расположен на нескольких теплостоках, при этом теплостоки соединены между собой с помощью теплоизо ляционных перегородок 2, Основание по п. 1, отличающееся тем, что теплостоки выполнены в виде штырей. 9б «+36 Источники информации,: принятые.во внимание при экспертизе 1.Варламов Р.Г. Компоновка радиои электронной аппаратуры. Mv, Совет,ское радио, 1968, с. 2M-2k2, рис, . 2.Авторское свидетельство СССР № 661876, кл. Н 05 К 7/20, 1979 (прототип).