Способ изготовления объемных мини-модулей для радиоэлектронной аппаратуры

Авторы патента:

H01L25/04 - блоки приборов, не имеющих отдельных корпусов

Владельцы патента RU 2336595:

Завадский Александр Иванович (RU)

Изобретение относится к области конструирования радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), в частности к способам создания объемных мини-модулей для РЭА. Технический результат - обеспечение помехоустойчивости, высокой плотности упаковки радиоэлектронных компонентов, их механической прочности при малых трудозатратах при их изготовлении, повышение технологичности, а также ремонтопригодности уже собранных мини-модулей. Достигается тем, что в способе изготовления объемных мини-модулей для радиоэлектронной аппаратуры, заключающемся в сборке и настройке фрагментов мини-модулей-мини-плат, представляющих собой миниатюрные печатные платы с установленными на них радиоэлектронными компонентами, объединении мини-плат в единую конструкцию, заливке компаундом, установлении связей между мини-платами и проверке работоспособности полученного мини-модуля, мини-платы располагают встык в виде замкнутой объемной фигуры - параллелепипеда, затем электрически и механически соединяют мини-платы между собой путем установки перемычек между соседними мини-платами, проверяют работоспособность полученного мини-модуля, после чего заливают компаундом, образующим после застывания внешнюю оболочку мини-модуля, и повторно проверяют его работоспособность. При этом один из слоев многослойных миниатюрных печатных плат выполняют экранирующим и электрически соединяют экранирующие слои всех мини-плат с общим проводником питания объемного мини-модуля, а все чувствительные к помехам радиоэлектронные компоненты располагают на печатных платах в замкнутом пространстве внутри параллелепипеда. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области конструирования радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), в частности к способам создания объемных мини-модулей для РЭА.

Известен способ изготовления миниатюрных модулей для РЭА-микросборок (1), основанный на использовании тонкопленочной или толстопленочной интегрально-гибридной технологии, при котором сборка мини-модуля заключается в установке корпусных и (или) бескорпусных радиоэлектронных компонентов (микросхем, транзисторов, резисторов, конденсаторов и т.д.) на миниатюрную печатную плату, на которой выполнены все необходимые соединения между компонентами (в двух или более проводниковых слоях). Недостатком данного способа является сравнительно низкая эффективность использования располагаемого объема как в самой микросборке, так и в РЭА, скомпанованной с использованием микросборок, поскольку расположение радиоэлектронных компонентов в микросборке и соединения их между собой выполняются только в одной плоскости.

Кроме того, микросборки (тонкопленочные и толстопленочные) обладают невысокой надежностью (механическая прочность, влагостойкость, долговечность) и дополнительными ограничениями, накладываемыми технологией изготовления на диапазон рабочих температур микросборок.

Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемого способа изготовления объемных мини-модулей является способ сборки электронных компонентов в трех измерениях и устройство для его осуществления (2), при котором сборка и настройка отдельных фрагментов мини-модулей-мини-плат, представляющих собой миниатюрные печатные платы с установленными на них радиоэлектронными компонентами, осуществляются с помощью специальной оснастки в единую (этажерочную) конструкцию, в которой мини-платы располагаются параллельно друг другу, после чего их заливают компаундом, а установление связей между мини-платами осуществляется путем фрезерования каналов с нанесением проводниковых и изолирующих слоев в необходимых местах мини-модуля. К недостаткам данного технического решения можно отнести необходимость использования сложной технологической оснастки (одноразового применения), применения высокоточного и дорогостоящего механического оборудования, возможность проверки работоспособности всех мини-плат мини-модуля в совокупности как функционально законченного устройства только после заливки компаундом (когда ремонт уже невозможен), что влияет на процент выхода годной продукции.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение высокой плотности упаковки радиоэлектронных компонентов, их механической прочности при малых трудозатратах при их изготовлении, повышение помехоустойчивости, упрощение техпроцесса, а также обеспечение ремонтопригодности уже собранных мини-модулей.

Поставленная задача решается способом изготовления объемных мини-модулей для радиоэлектронной аппаратуры, заключающемся в сборке и настройке фрагментов мини-модулей-мини-плат, представляющих собой многослойные или двухсторонние миниатюрные печатные платы с установленными на них радиоэлектронными компонентами, в котором мини-платы располагают встык в виде замкнутой объемной фигуры - прямоугольного параллелепипеда, затем электрически и механически соединяют мини-платы между собой путем установки перемычек между соседними мини-платами, проверяют работоспособность полученного мини-модуля, после чего заливают компаундом, образующим после застывания внешнюю оболочку мини-модуля, и повторно проверяют его работоспособность.

При этом один из слоев многослойных миниатюрных печатных плат выполняют экранирующим и электрически соединяют экранирующие слои всех мини-плат с общим проводником питания объемного мини-модуля, а все чувствительные к помехам радиоэлектронные компоненты располагают на печатных платах в замкнутом пространстве внутри параллелепипеда.

На фиг.1 представлена схема взаимного расположения миниатюрных печатных плат на этапе проектирования и этапе установки перемычек, а на фиг.2 - общий вид радиоэлектронного минимодуля в разрезе, где

1 - радиоэлектронный компонент;

2 - миниатюрная печатная плата;

3 - перемычка;

4 - внешний вывод;

5 - оболочка из компаунда;

6 - экранирующий проводниковый слой.

После сборки миниплат и проверки их работоспособности осуществляют монтаж межплатных электрических соединений. Для этих целей используются перемычки 3, которые могут изготавливаться из изолированного или неизолированного провода (в зависимости от плотности монтажа), из плоской металлической ленты или создаваться в процессе изготовления миниатюрных печатных плат. На первом этапе монтажа все мини-платы располагают горизонтально, так чтобы внешняя поверхность каждой платы находилась сверху, и устанавливают все перемычки, доступные для монтажа в этом положении мини-плат.

При необходимости можно дополнительно устанавливать перемычки с обратной стороны для связи мини-платы 1 с соседними мини-платами 2, 3, 4 и 5. Для этого мини-платы переворачивают на 180° (внутренними поверхностями вверх). Из такого же положения на следующем этапе последовательно на 90° поворачивают мини-платы 2, 3, 4 и 5 и запаивают перемычки между этими платами. В последнюю очередь, также на 90°, поворачивают мини-плату 6 и запаивают оставшиеся перемычки. В результате этого мини-платы образуют куб. Так как в таком положении между мини-платами установлены все необходимые электрические связи, то после этого легко проверяется работоспособность объемного минимодуля (ОММ) в целом.

При этом межплатные электрические соединения устанавливают перемычками между соседними миниплатами, а не путем фрезеровки боковых поверхностей минимодуля с последующим нанесением изолирующих и проводящих слоев в образованные фрезеровкой каналы, как в прототипе. Причем установкой перемычек реализуются не только все необходимые электрические соединения внутри мини-модуля, но и обеспечивается определенная механическая жесткость полученной конструкции мини-модуля до ее заливки компаундом.

После этого вся конструкция ОММ помещается в металлический или пластмассовый корпус и заливается компаундом через отверстия, специально оставленные для этих целей в печатных платах мини-модулей. В том случае, когда в качестве внешней оболочки ОММ используется застывший компаунд, то для заливки вместо корпуса используется технологическая оснастка. После того как компаунд застывает, работоспособность ОММ проверяется повторно.

Применение изобретения позволило повысить технологичность изготовления объемных мини-модулей за счет замены сложного техпроцесса установления электрических соединений между мини-платами на стандартный техпроцесс установления электрических соединений с помощью перемычек, аналогичный техпроцессу пайки контактов радиоэлектронных компонентов при их монтаже на печатную плату; снизить трудоемкость и затраты на изготовление мини-модулей за счет упрощения техпроцесса установления межплатных соединений и исключения затрат на эксплуатацию дорогостоящего оборудования (высокоточный фрезерный станок, установка напыления и др.), исключить использование одноразовой оснастки для крепления мини-плат, повысить качество изготовления мини-модулей за счет увеличения полноты контроля на этапе, когда конструкция мини-модуля является еще ремонтопригодной (до заливки компаундом), и значительно повысить помехоустойчивость собранных модулей.

Использованная литература

1. Функциональные узлы интегрально-гибридных ВИП. Степанов Ю.Б., Лукин А.В., Опадчий Ю.Ф. в сб. статей под ред. Ю.И.Конева «Электронная техника в автоматике», М., «Советское радио», 1980, вып.11, с.16-24.

2. Патент США №2002191380, 2002 г.

1. Способ изготовления объемных мини-модулей для радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), заключающийся в сборке и настройке фрагментов мини-модулей-мини-плат, представляющих собой многослойные или двухсторонние миниатюрные печатные платы с установленными на них радиоэлектронными компонентами, в котором мини-платы располагают встык в виде замкнутой объемной фигуры - параллелепипеда, затем электрически и механически соединяют мини-платы между собой путем установки перемычек между соседними мини-платами, проверяют работоспособность полученного мини-модуля, после чего заливают компаундом, образующим после застывания внешнюю оболочку мини-модуля, и повторно проверяют его работоспособность.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что один из слоев многослойных миниатюрных печатных плат выполняют экранирующим и электрически соединяют экранирующие слои всех мини-плат с общим проводником питания объемного мини-модуля, а все чувствительные к помехам радиоэлектронные компоненты располагают на печатных платах в замкнутом пространстве внутри параллелепипеда.

Похожие патенты:

Многокристальный модуль // 2335822

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при изготовлении многокристальных модулей. .

Способ изготовления полимерного электронного модуля // 2314598

Изобретение относится к области технологии изготовления трехмерных полимерных электронных модулей с применением многовыводных электронных компонентов. .

Трехмерный электронный модуль с шариковыми выводами // 2312425

Изобретение относится к области конструирования микроэлектронной аппаратуры с высокой плотностью упаковки и обеспечением высоких показателей надежности электронной аппаратуры.

Способ изготовления трехмерного многокристального микромодуля // 2299497

Изобретение относится к области создания малогабаритных надежных микроэлектронных модулей, содержащих большое количество ИС. .

Силовой полупроводниковый модуль // 2243614

Изобретение относится к области силовой электроники. .

Силовой полупроводниковый модуль // 2225660

Способ изготовления гибридного электронного модуля // 2222074

Способ изготовления трехмерного электронного модуля // 2221312

Изобретение относится к области технологии изготовления трехмерных электронных модулей, в том числе способных работать в условиях внешних воздействий таких, как при повышенном радиационном излучении, в открытом космосе, в атомных котлах, при интенсивном электромагнитном излучении, а конкретно - к способу изготовления трехмерного электронного модуля.

Способ изготовления многокомпонентного трехмерного электронного модуля // 2193260

Изобретение относится к области технологии изготовления электронной аппаратуры с применением, в основном, бескорпусных электронных компонентов при расположении их и электрических связей между ними в трехмерном пространстве, а конкретно к способу изготовления многокомпонентного трехмерного электронного модуля.

Способ изготовления трехмерного полимерного электронного модуля // 2193259

Изобретение относится к области технологии изготовления электронной аппаратуры с применением, в основном, бескорпусных электронных компонентов при расположении их и электрических связей между ними в трехмерном пространстве, а конкретно - к способу изготовления трехмерного полимерного электронного модуля.

Способ изготовления трехмерного гибридного интегрального модуля // 2364006

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при изготовлении трехмерного гибридного интегрального модуля, содержащего гибкую плату со смонтированными на ней кристаллами бескорпусных ИС

Многокристальный модуль // 2461911

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при изготовлении многокристальных модулей

Способ изготовления трехмерного электронного модуля // 2475885

Изобретение относится к области технологии изготовления электронной аппаратуры с применением бескорпусных электронных компонентов при расположении их и связей между ними в трехмерном пространстве

Трехмерное электронное устройство // 2488913

Изобретение относится к области конструирования электронных устройств с применением трехмерной технологии и с использованием бескорпусных электронных компонентов

Способ сборки трехмерного электронного модуля // 2492549

Изобретение относится к области сборки микроэлектронной аппаратуры с расположением электронных компонентов и содержащих их микроплат в трехмерном пространстве

Способ изготовления трехмерного электронного прибора // 2498453

Изобретение относится к области производства электронной аппаратуры с расположением компонентов и связей между ними в трехмерном пространстве. Технический результат изобретения заключается в увеличении плотности компоновки электронной аппаратуры и улучшении показателей надежности компоновки. Способ изготовления трехмерного электронного прибора включает контроль активных компонентов на пластине, резку пластины на активные компоненты, очистку, изготовление подложек групповых микроплат, посадку компонентов в окна подложек групповых микроплат, нанесение проводников на групповые микроплаты, электротермотренировку и контроль компонентов в составе групповых микроплат, вырезку годных микроплат и сборку их в пакет, нанесение проводников на грани пакета, монтаж внешних выводов, изготовление средств теплоотвода, герметизацию прибора, его финишный контроль и упаковку. 9 з.п. ф-лы, 11 ил.

Способ изготовления свч трехмерного модуля // 2498454

Изобретение относится к области сборки сверхвысокочастотной аппаратуры с размещением электронных компонентов и связей между ними в трехмерном пространстве. Технический результат изобретения - обеспечение высокой плотности компоновки электронных компонентов с тепловыми характеристиками, исключающими появление «горячих точек», и высоких показателей надежности. Способ изготовления трехмерного СВЧ модуля включает изготовление полупроводниковых структур на пластине, разделение пластины на кристаллы сквозной резкой с точностью не менее ±10 мкм, очистку и переукладку кристаллов, нанесение изоляционного слоя через свободные маски, вакуумную посадку подложек и компонентов в них, нанесение фиксирующего состава на стыки подложек - компонентов, визуальный контроль качества закрытия стыков, вакуумное напыление проводников, удаление фиксирующего состава, отмывку микроплат, вакуумную сушку, электротермотренировку и функциональный контроль микроплат, сборку их в пакет, нанесение фиксирующего состава на стыки между микроплатами, вакуумное напыление проводников на грани модуля, удаление фиксирующего состава, отмывку модуля, вакуумную сушку, помещение модуля в изготовленную заранее оболочку, монтаж внешних выводов, заполнение оболочки пудрой, виброуплотнение, герметизацию, финишний контроль и упаковку модуля. 7 з.п. ф-лы, 9 ил.

Полупроводниковое устройство и способ для его производства // 2506661

Изобретение относится к полупроводниковым устройствам и способам их изготовления. В полупроводниковом устройстве, включающем подложку крепления, тонкопленочный элемент, сформированный на подложке крепления, и полупроводниковый элемент, прикрепленный к подложке крепления, полупроводниковый элемент включает в себя основную часть полупроводникового элемента и множество подстилающих слоев, расположенных стопкой на стороне основной части полупроводникового элемента, обращенной к подложке крепления, причем каждый из подстилающих слоев включает в себя изолирующий слой и рисунок схемы на изолирующем слое, и рисунки схем присоединены друг к другу через контактные отверстия в изолирующих слоях. Рисунок схемы одного из подстилающих слоев, который находится ближе всего к подложке крепления, имеет вытянутый участок, продолжающийся по направлению к тонкопленочному элементу, а тонкопленочный элемент присоединен к основной части полупроводникового элемента через соединительную линию, предусмотренную на полимерном слое, вытянутый участок и рисунки схем. Изобретение обеспечивает оптимальное соединение между тонкопленочными элементами и полупроводниковыми элементами на подложке крепления. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 33 ил.

Способ повышения прочности стыковки кристаллов // 2613617

Изобретение относится к области полупроводниковой микроэлектроники, а именно к технологии сборки полупроводниковых приборов, и может быть использовано для гибридизации матричных фотоприемных устройств методом перевернутого монтажа. В способе повышения прочности стыковки индиевых микроконтактов БИС и МФЧЭ посредством сдавливания индиевых микроконтактов, расположенных на стыкуемых кристаллах, микроконтакты на обоих кристаллах выполняют в форме вытянутых прямоугольников, расположенных под углом по отношению друг к другу, на периферии матрицы формируют множество прямоугольных микроконтактов на каждом кристалле, которое объединяют в решетки и создают опорные индиевые микроконтакты большой площади. Изобретение обеспечивает повышение прочности стыковки индиевых микроконтактов. 5 ил.

Многоярусные микроэлектронные кристаллы, встроенные в микроэлектронную подложку // 2630706

Изобретение относится к микроэлектронным устройствам, которые включают в себя многоярусные микроэлектронные кристаллы, встроенные в микроэлектронную подложку. Согласно изобретению по меньшей мере один первый микроэлектронный кристалл прикреплен ко второму микроэлектронному кристаллу, при этом между вторым микроэлектронным кристаллом и по меньшей мере одним первым микроэлектронным кристаллом размещен материал для неполного заполнения, микроэлектронные кристаллы заделаны в микроэлектронную подложку, а микроэлектронная подложка содержит первый наслаиваемый слой и второй наслаиваемый слой, между которыми образована граница раздела, причем граница раздела примыкает к материалу для неполного заполнения границы раздела, или первому микроэлектронному кристаллу, или второму микроэлектронному кристаллу. Изобретение обеспечивает повышение плотности упаковки микроэлектронного устройства. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 10 ил. .