Способ изготовления трехмерного электронного модуля

Изобретение относится к радиоэлектронике. Предлагается новый способ изготовления трехмерного электронного модуля. Сущность способа изготовления трехмерного электронного модуля заключается в том, что модуль проектируют таким образом, чтобы на лицевых сторонах соединяемых частей, получаемых после разделения заготовки, ответные контактные площадки находились друг напротив друга, любым известным способом изготавливают заготовку, производят разделение заготовки на две части, контакты микросхемы и платы подвергают химико-механической обработке с целью удаления окислов и загрязнений, используют съемный или несъемный трафарет и шарики из припоя и соединяют две части так, чтобы теплоотводящие основания находились снаружи модуля, осуществляют контроль пайки, воздушную полость заполняют эпоксидным адгезивом, осуществляют шлифование торцов готового модуля для удаления остатков адгезива и вскрытия контактных площадок. При количестве соединяемых частей более двух на одну "нижнюю" часть модуля устанавливают в один слой "верхние" части модуля так, чтобы суммарная площадь "верхних" частей была равна площади "нижней" части, и их теплоотводящие основания находились снаружи модуля. Технический результат изобретения - улучшение теплоотвода электронного модуля и повышение его механической прочности. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Изобретение относится к радиоэлектронике. В нем предлагается новый способ изготовления трехмерного электронного модуля.

Рассмотрим известные способы изготовления трехмерного электронного модуля.

Трехмерный электронный модуль собирают, размещая электронные компоненты и микроплаты, имеющие контактные площадки на торцевых поверхностях, параллельно друг другу, электрически соединяют их по боковым поверхностям модуля, осуществляют контроль и герметизацию. В "качестве исходных применены гарантированно годные компоненты, с помощью их и микроплат формируют пространственно ориентированные контактные площадки для создания непрерывной линии конструкции модуля, дозированно наносят склеивающий теплопроводный электроизоляционный состав на торцы микроплат, обеспечивая при этом монолитность и непрерывность клеевого шва, совмещают по контактным площадкам электронные компоненты и соединяют их, полимеризируют склеивающий состав, очищают контактные площадки электронных компонентов и микроплат от пленки склеивающего состава, напыляют на гранях склеенного трехмерного электронного модуля проводники, обеспечивающие необходимые соединения между электронными компонентами и микроплатами по их контактным площадкам; наращивают проводники, расположенные на гранях трехмерного электронного модуля" (RU 2492549 С1).

Здесь необходимые соединения между электронными компонентами осуществляют путем наращивания проводников, расположенных на гранях, что является крайне нетехнологичным решением, особенно для серийного производства, так как любая работа с гранями (напыление, наращивание и пр.) подразумевает точное позиционирование модуля в пространстве (например, в установке напыления) с помощью специальной оснастки.

В способе изготовления трехмерного электронного модуля, известном из RU 2475885 С1, в подложке-основании, на которую монтируют бескорпусные кристаллы, предварительно вырезают отверстия ("окна микроплаты"), что удорожает изделие и ослабляет конструкцию модуля с точки зрения вибропрочности и ударопрочности.

В способе по RU 2193260 С1 "бескорпусные компоненты размещают в окнах групповой керамической заготовки с ориентацией по контуру и с соблюдением единой плоскости расположения активных зон компонентов и лицевой поверхности заготовки. Компоненты фиксируют в таком положении и изолируют электрически незащищенные зоны компонентов по их лицевой стороне. Далее наносят преимущественно методом вакуумного напыления проводники на лицевую и обратную стороны заготовки и компонентов, одновременно формируя разъем и соединительные проводники, необходимые для электротермотренировки и контроля. Годные микроплаты вырезают из групповой заготовки и собирают в пакет, соединяя их между собой капиллярной пайкой. К одной из граней пакета припаивают теплорастекатель с внешними выводами и герметизируют изготовленный модуль".

Этот способ имеет все недостатки двух предыдущих.

Предлагаемое изобретение имеет следующие свойства:

- обеспечение высокой плотности упаковки радиоэлектронных компонентов за счет многослойности структуры и применения некорпусированных компонентов-кристаллов;

- увеличение площади теплоотвода за счет теплоотводящих подложек (оснований) с обеих сторон модуля;

- увеличение механической прочности модуля за счет его конструкции: подложки защищают внутренние части с обеих сторон;

- увеличение технологичности за счет единой заготовки при формировании частей модуля;

- перед сборкой каждая из частей проверяется (тестируется/контролируется).

Это достигается так (см. фиг. 1-9):

1. Модуль проектируют таким образом, чтобы на лицевых сторонах соединяемых частей, получаемых после разделения заготовки, ответные контактные площадки находились друг напротив друга.

2. Любым известным способом изготавливают заготовку (групповую микроплату). Групповая микроплата представляет собой теплопроводную подложку-основание 1 (фиг. 1) с различными слоями; в составе могут быть бескорпусные детали, тонкопленочные элементы и другие компоненты в зависимости от назначения модуля.

3. Производят разделение заготовки при помощи резки фрезой или иным способом на две части (фиг. 2).

4. Контакты микросхемы и платы подвергают химико-механической обработке с целью удаления окислов и загрязнений.

5. На одну из частей (условно "нижнюю" микроплату) устанавливают металлический (или полимерный) трафарет 2 (фиг. 3) с отверстиями, повторяющий своей конфигурацией рисунок контактных площадок (неметаллический трафарет может быть несъемным). Отверстия трафарета точно (не хуже 5% размера контактной площадки) совмещают с контактными площадками микроплаты.

6. В каждое отверстие трафарета помещают шарик из припоя (фиг. 4).

7. При съемном трафарете осуществляют нагрев шариков (и трафарета) таким образом, чтобы шарики приплавились к контактным площадкам, при этом сохранив основу своей формы (до 70% начальной высоты). Затем трафарет удаляют (фиг. 5).

8. Поверх шариков устанавливают вторую часть модуля (условно «верхняя» микроплата) площадками вниз точно (не хуже 5% размера контактной площадки) на шарики (фиг. 6).

9. Осуществляют одновременный нагрев шариков, например, используя необходимое количество синхронно работающих инфракрасных источников и паяльные маски (на фигурах не показаны). Этот же нагрев используют для пайки шариков к плате в случае использования несъемных трафаретов (фиг. 7).

10. Осуществляют контроль пайки.

11. Воздушную полость заполняют эпоксидным адгезивом (подливом) (фиг. 8).

12. Остатки адгезива удаляют с торцов готового модуля. Осуществляют шлифование торцов с целью вскрытия контактных площадок на торцах модуля, которые образуют собой внешний интерфейс готового трехмерного электронного модуля (питание, управление) (фиг. 9).

Если количество соединяемых частей более двух, то на одну "нижнюю" часть модуля устанавливают в один слой "верхние" части модуля так, чтобы суммарная площадь "верхних" частей была равна площади "нижней" части, и их теплоотводящие основания находились снаружи модуля.

Предлагаемый способ эффективен при крупносерийном и особо ответственном единичном производстве (например, для спутников).

Технический результат изобретения - улучшение теплоотвода электронного модуля и повышение его механической прочности.

1. Способ изготовления трехмерного электронного модуля, заключающийся в том, что модуль проектируют таким образом, чтобы на лицевых сторонах соединяемых частей, получаемых после разделения заготовки, ответные контактные площадки находились друг напротив друга, любым известным способом изготавливают заготовку (групповую микроплату), производят разделение заготовки на две части, контакты микросхемы и платы подвергают химико-механической обработке с целью удаления окислов и загрязнений, используют съемный или несъемный трафарет и шарики из припоя и соединяют две части так, чтобы теплоотводящие основания находились снаружи модуля; осуществляют контроль пайки, воздушную полость заполняют эпоксидным адгезивом, осуществляют шлифование торцов готового модуля для удаления остатков адгезива и вскрытия контактных площадок.

2. Способ изготовления трехмерного электронного модуля по п. 1, отличающийся тем, что при количестве соединяемых частей более двух на одну "нижнюю" часть модуля устанавливают в один слой "верхние" части модуля так, чтобы суммарная площадь "верхних" частей была равна площади "нижней" части, и их теплоотводящие основания находились снаружи модуля.



 

Похожие патенты:

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 относится к области полупроводниковой микроэлектроники, а именно к технологии сборки полупроводниковых приборов, и может быть использовано для гибридизации матричных фотоприемных устройств методом перевернутого монтажа.

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.

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.

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.

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

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

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

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

Изобретение относится к микроэлектронике, в частности к области создания малогабаритных многокристальных устройств, изготовленных по гибридной трехмерной технологии. В способе изготовления трехмерного многокристального модуля на гибкой плате формируют симметрично с двух противоположных краев два монтажных выступа с контактными площадками, служащих выводами многокристального модуля. Вдоль этих же краев гибкой платы располагают перпендикулярно центральной части, попарно и соосно, боковые выступы, на которые монтируют микросхемы. Покрывают обе стороны гибкой платы, за исключением контактных площадок, сплошным антикоррозионным материалом. Выполняют трехмерную сборку модуля, последовательно укладывая и приклеивая клеем-герметиком боковые выступы на центральную часть гибкой платы соосно один над другим. Складывают центральную часть гибкой платы, совмещая стороны микросхем, без перекосов частей модуля относительно друг друга, причем монтажные выступы гибкой платы располагают в основании собранного трехмерного многокристального модуля с двух противоположных краев. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей трехмерного многокристального модуля, защита гибкой платы от механических и климатических воздействий при изготовлении и эксплуатации модуля, улучшение теплового режима и масштабируемости по количеству и типу используемых микросхем. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к радиоэлектронике. Предлагается новый способ изготовления трехмерного электронного модуля. Сущность способа изготовления трехмерного электронного модуля заключается в том, что модуль проектируют таким образом, чтобы на лицевых сторонах соединяемых частей, получаемых после разделения заготовки, ответные контактные площадки находились друг напротив друга, любым известным способом изготавливают заготовку, производят разделение заготовки на две части, контакты микросхемы и платы подвергают химико-механической обработке с целью удаления окислов и загрязнений, используют съемный или несъемный трафарет и шарики из припоя и соединяют две части так, чтобы теплоотводящие основания находились снаружи модуля, осуществляют контроль пайки, воздушную полость заполняют эпоксидным адгезивом, осуществляют шлифование торцов готового модуля для удаления остатков адгезива и вскрытия контактных площадок. При количестве соединяемых частей более двух на одну нижнюю часть модуля устанавливают в один слой верхние части модуля так, чтобы суммарная площадь верхних частей была равна площади нижней части, и их теплоотводящие основания находились снаружи модуля. Технический результат изобретения - улучшение теплоотвода электронного модуля и повышение его механической прочности. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

Наверх