Гибридный многоуровневый электронный модуль

(56) Е 1 есйтоп 1 с ЕшагсЬ, р. 125-128Патент Великобкл . Н 01 Ь 23/21,л,929водственный центртехнологии п 81 пеег 1.пф, 1985,",итанни У 2127217 А1978.,з.п. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗСБР 1.ТЕНИЯМ И ОтнРЦТИЛМПРИ ГКНТ СССР(54) ГИБРИДНЕЛ МНОГОУРОВНЕВЬПЗ ЭЛЕКТРОННЫЙ КОДУЛЬ.(57) Изобретение относится к электронике и может быть использовано в радиопромышленности, промышленностисредств связи и приборостроении. Цельизобретения - повышение плотностиупаковки модуля и надежности его работы. Цель достигается за счет тогочто контактные площадки бескбрпусных м 1 кросхем расположены-на-поверхности каждой из плат и соединены.проИзобретение относится к электрони- ке и может быть использовано в ра" диопромышленности и промьппленности средств связи и приборостроенииЦелью изобретения является повышение плотности упаковки модуля и, на- дежности его работы.На фиг.1 показан один из вариантов конструкции платы.На фиг.2 представлен вариант с использованием гибкой печатной Пла 2водниками, которые подключены к со- ответствующим выводным контактам дан ной платы, соответствующие выводы каждой из плат являются внешними выводами модуля, коммутация плат между собой выполнена неразъемньм. электрическим монтажом, при этом теплоотвод выполнен в виде гребенки между ребрами которой установлены платы, корпус модуля выполнен монолитным из герметизирующего материала,. Кроме то го, модуль содержит коммутационные платы с планарными выводами, которые являются внешними выводами модуля, выводные контакты плат выполнены в виде жестких балок, коммутационные платы выполнены в виде гибких печатных плат, причем их выводы размещены по периметру жестких рамок, кроме того , платы состоят из отдельных частей, соединенных по их выводным йй контактам. Коммутационные печатные платы размещены по граням модуля. ты, на фиг.З показан вариант составной платы, на фиг.4 представлен общи вид модуля, на фиг.5 показан поперечньй:разрез модуля с применением коммутационной платы.Иодуль содержит набор параллельно закрепленных плат, каждая из которых (Фиг.1) может содержать бескорпусные микросхемы (как активные элементы 1, так и пассивные 2); При этом микросхемы ориентированно закреплены поф. друг друга и жесткими нывоццыми кон.тактами 4. На понерхцости элементови платы нанесены проводники 5, которые осуществляют коммутацию элементовмежду собой,. с вынодцыми контактами,а также служат для соединения платмежду собой после устацовки в модуль.В случае, когда элементы поставляются присоединенными к разводке, нанесенной ца гибкое основанйе:, платамеет вид, показанный ца фиг.2. Элелент 1 контактцыми площадками 6 электрически соединен с разводкой 7, нанесенной ца гибкое основание 8, Рам 1 ка 9 с внешними жесткими контактами 4служит опорой для закрепления гибкогооснования 8. При этом разводка 7 образует выводы платы для соедннениявнутримодуля;Возможен вариант платы, собраннойиз. нескольких частей (фиг.3), Каждаячастичная плата 10, содержащая элементы 1 и 2, своими выводами соедине, 25на по койтуру, например, при помощиприпоя 11 с другими частичными плата"ми; а свободные внешние контакты об"разуют 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, нанесенными ца гибкое основание 8. Приэтом обеспечивается произвольная раз-.водка по граням модуля. Для увеличе 35ния надежности увеличенные выводыплат после предварительного покрытияоболочкой 14 вскрывают и наносят дуб"лирующие проводники 15 на поверхность4 Омодуля. После этого модуль окончатель- .но герМетизируютполимерным материалом 16. Конструкция модуля предусматривает введение непосредственно в зо"ны нагрева ребер теплоотвода 17 степлорастекателем 18 . Иодуль закреп 4ляется механически к общей охлаждающей системе, а внешние выводные контакты 4 плат 13 имеют контакт с общейкоммутирующей платой, образуя внешниевыводы модуля,В целях увеличения плотности упаковки целесообразно использовать вы.сокую теплопроводность подложки некоторых элементов. для непосредственной.передачи тепловой энергии на теплорастекатель; На фиг.5 показан поперечный разрез такого модуля, где элемент, входящий в плату 13, имеет не-посредственный тепловой контакт степлорастекателем 18. Особенностьюданной конструкции является то, чтопроводники 5 нанесены ца изолирующийслой, закрывающий лицевую часть элемента 1. Конструкция данного модуляпредусматривает наличие промежуточнойкоммутационной платы 19 с жесткимиплацарными выводами 20. Иодуль герлетизируется полимерным материалом 16по.всей своей поверхности.Иодуль собирается в технологическом приспособлении, обеспечивающемпараллельное размещение плат с заданным шагом. При этом платы располага"ются между ребрами теплонода и коммутируются по граням модуля. Ребра выполняются только в зонах значительного тепловыделения (определяются расчетным путем).Замена коннективного охлаждениятеплопронодцостью значительно сокращает шаг между платами (ннеденноемежду платами ребро теплоотвода тол"шиной 0,5 мм отводит до 4 Вт тепловойэнергии при дОпустимои перепаде температур между элементом и окружающейсредой).Плата имеет малую толщину, обусловленную толщиной бескорпусного элемента. Ионтаж между элементами и выводными контактами платы ныполняетсяне объемными, а нанесенными ца по"верхцость плоскими проводникамиСоответственно резко сокращаетсядлина межсоедиценнй между платами идлила проводников, соедицяюпнлх элементы с внешними выводами модуля,что улучшает технические характеристики аппаратуры,11 онолитная конструкция модуля об-.ладает высокими механическими свойствами, что распяряет область применения данной конструкции.Высокая надеЖность обусланлинаетсязаменой низкоцадежных соединений (типа скользящего контакта) на высоконадежные (типа вакуумного осаждения металлических пленок), а также снижением количества соединений и эффективным теплоотводом.Применение коммутационных печатныхплат для .соединения плат между собойтакЖе увеличивает плотность упаковки,а возможность применения дублированиякаждого паянцого контакта дополнительно напыленным контактом делает конст5Ввиду отсутствия громоздких скользящих контактов, можно принять малыйшаг между выводцьпат коцтактамп плат,при этои обеспечить церазъемцое норазборное до герметизации) соединение плат в модуле. Поэтому, как пра"вило, количество выводных контактовне ограничивает разиеры плат,Формула изобретения1, Гибридный многоуровневый электронный модуль содержащий в каждом уровне плату, на поверхности которой размещены бескорпусные микросхемы, выводы которых подключены к соответстнующии выводным контактам платы, при этом элементы коммутации разме-. цены ца боковых гранях модуля, образующих корпус, снабженный теплоотводом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения плотности упаковки модуля инадежности его работы, контактные площадки бескорпусных микросхем расположены ца поверхности йлат, бескорпусные иикросхемы ориентирован- но:размещены ца поверхности каждой из плат и соединены проводцикаии, подключенными к соответствующим ныводцым контактам данной.платы, при 539 Г 1 6этом соответ.твуюцие выводы каждойиэ плат являются внешними выводамимодуля, а комиутация пла 1 между собой 5выполнена церазъеиным электрическиммонтажом, при этом теплоотвод выполнен в виде гребенки, между ребрами. которой установлены платы, а корпусмодуля выполнен монолитным из герме О тизирующего материала.2. Иодуль по и.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что содержит коммута- цйонные платы с плацарными выводами,которые являются внешними вынодамц 15 модуля.3. Иодуль по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем," что выводные контактыплат выполнены в виде жестких балок.4, Иодуль .по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что платы выполненыв виде гибких печатных плат, причемих выводы размещены по периметру -.жесткихрамок.5. Иодуль по п.1, о т л и ч а ю щ н й с я тем, что.платы состоят изотдельных частей, соединенных по ихвыводным контактаи,6. Иодуль по п.1, о т л и ч а ющ и й с я. тем, что оц содержит ком- ЗО мутациоццые печатные платы, размещенные по граням модуля.. ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 13035, Иосквй, Ж, Раушскаи наб., д. 4/5 Г 1 ЯТ С Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гаг