Способ монтажа мощного полупроводникового элемента

Изобретение может быть использовано при изготовлении радиоэлектронных устройств. Технический результат - обеспечение оптимального согласования входного и выходного импедансов, уменьшение паразитной реактивной составляющей, увеличение максимальной выходной мощности радиоэлектронного устройства. Достигается тем, что при монтаже мощного полупроводникового элемента, содержащего корпус, теплоотводящее основание, связанное с корпусом, по меньшей мере, один кристалл, расположенный в корпусе на теплоотводящем основании, и выводы для передачи высокочастотного сигнала, сначала теплоотводящее основание в зоне, максимально близкой к упомянутому, по меньшей мере, одному кристаллу, электрически и механически соединяют с заземляющей поверхностью, по меньшей мере, одной промежуточной печатной платы, имеющей толщину, позволяющую осуществить ее упругую деформацию. Выводы для передачи высокочастотного сигнала электрически соединяют с плоскими проводниками, расположенными на ее противоположной поверхности, с образованием согласованных участков передачи сигнала. Затем электрически и механически соединяют упомянутую, по меньшей мере, одну промежуточную печатную плату с основной печатной платой. 3 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Заявленное изобретение относится к области радиоэлектронной техники и может быть использовано при изготовлении радиоэлектронных устройств.

Известны различные способы монтажа в радиоэлектронные устройства мощных полупроводниковых элементов, содержащих корпус, теплоотводящее основание, связанное с корпусом, по меньшей мере, один кристалл, расположенный в корпусе на теплоотводящем основании, и выводы для передачи высокочастотного сигнала, в которых теплоотводящее основание электрически соединяют с заземляющей поверхностью печатной платы, выводы для передачи высокочастотного сигнала электрически соединяют с плоскими проводниками, расположенными на противоположной поверхности печатной платы, а теплоотводящее основание устанавливают на поверхность теплоотводящей структуры.

В известных способах электрическое соединение теплоотводящего основания и заземляющей поверхности печатной платы осуществляют посредством установки между ними промежуточного элемента, выполненного в виде прокладки из фольги (см. US 6222741 В1, 24.04.2001) или металлической полосы (см. US 3982271 А, 21.09.1976).

Подобный способ принят за ближайший аналог к заявленному способу.

Недостатки известных способов состоят в том, что промежуточный элемент имеет значительные размеры, что увеличивает паразитную реактивную составляющую, что, в свою очередь, приводит к сужению полосы пропускания радиоэлектронного устройства.

Задачей заявленного изобретения является создание способа монтажа в радиоэлектронное устройство мощного полупроводникового элемента, лишенного указанных недостатков.

В результате достигается технический результат, заключающийся:

1) в обеспечении оптимального согласования входного и выходного импедансов;

2) в уменьшении паразитной реактивной составляющей, что, в свою очередь, приводит к расширению полосы пропускания радиоэлектронного устройства, увеличению его максимальной выходной мощности и КПД;

3) в возможности эксплуатации радиоэлектронного устройства в широком температурном диапазоне;

4) в повышении ремонтопригодности радиоэлектронного устройства.

Конкретно, указанный технический результат достигается посредством осуществления способа монтажа в радиоэлектронное устройство мощного полупроводникового элемента, содержащего корпус, теплоотводящее основание, связанное с корпусом, по меньшей мере, один кристалл, расположенный в корпусе на теплоотводящем основании, и выводы для передачи высокочастотного сигнала, в котором сначала теплоотводящее основание в зоне, максимально близкой к упомянутому, по меньшей мере, одному кристаллу, электрически и механически соединяют с заземляющей поверхностью, по меньшей мере, одной промежуточной печатной платы, имеющей толщину, позволяющую осуществить ее упругую деформацию, а выводы для передачи высокочастотного сигнала электрически соединяют с плоскими проводниками, расположенными на ее противоположной поверхности, с образованием согласованных участков передачи сигнала, а затем электрически и механически соединяют упомянутую, по меньшей мере, одну промежуточную печатную плату с основной печатной платой, при этом теплоотводящее основание устанавливают на поверхность теплоотводящей структуры.

В одном из частных вариантов выполнения теплоотводящее основание устанавливают на поверхность теплоотводящей структуры с обеспечением непосредственного контакта.

В другом частном варианте выполнения теплоотводящее основание устанавливают на поверхность теплоотводящей структуры с использованием слоя теплопроводящего материала между ними.

В предпочтительном варианте выполнения в качестве теплопроводящего материала используют индий.

Заявленные особенности монтажа мощного полупроводникового элемента позволяют обеспечить оптимальное согласование входного и выходного импедансов и уменьшение паразитной реактивной составляющей, что, в свою очередь, приводит к расширению полосы пропускания радиоэлектронного устройства, увеличению его максимальной выходной мощности и КПД.

Использование, по меньшей мере, одной промежуточной печатной платы, имеющей толщину, позволяющую осуществить ее упругую деформацию, позволяет использовать радиоэлектронное устройство в широком температурном диапазоне, а также повысить его ремонтопригодность за счет возможности простого отсоединения полупроводникового элемента, соединенного с промежуточной печатной платой, от основной печатной платы и их замены.

На фиг. 1a показан частный случай мощного полупроводникового элемента (вид спереди).

На фиг. 1b показан частный случай мощного полупроводникового элемента (вид сбоку).

На фиг. 1с показан частный случай мощного полупроводникового элемента (вид сверху).

На фиг. 1d показан частный случай мощного полупроводникового элемента (поперечный разрез А-А).

На фиг. 2 показана промежуточная плата (вид сверху).

На фиг. 3a показана промежуточная плата, соединенная с полупроводниковым элементом (вид сверху).

На фиг. 3b показана промежуточная плата, соединенная с полупроводниковым элементом (вид сбоку в разрезе).

На фиг. 4a показано схематичное изображение полупроводникового элемента, смонтированного в радиоэлектронное устройство (вид сверху).

На фиг. 4b показано схематичное изображение полупроводникового элемента, смонтированного в радиоэлектронное устройство (вид сбоку).

На фиг. 4с показан вид I.

Заявленный способ реализуют, например, следующим образом.

Мощный полупроводниковый элемент (в частности, транзистор, показанный на фиг. 1a-1d) содержит корпус 1, теплоотводящее основание 2, связанное с корпусом, кристалл 3, расположенный в корпусе 1 на теплоотводящем основании 2, и выводы 4a и 4b для передачи высокочастотного сигнала.

Сначала, как показано на фиг. 3a и 3b, теплоотводящее основание 2 в зоне, максимально близкой к кристаллу 3, электрически и механически, например при помощи металлических уголков 5a и 5b, имеющих ширину, не меньшую, чем ширина выводов 4a и 4b, и паяных или сварных соединений 6a и 6b, соединяют с заземляющей поверхностью 7 промежуточной печатной платы 8. В промежуточной печатной плате 8, как показано на фиг. 2, имеется отверстие 9, позволяющее осуществить данное соединение.

Возможно использование двух и более промежуточных печатных плат 8, соединенных между собой (условно не показано).

Выводы 4a и 4b для передачи высокочастотного сигнала электрически (например, при помощи паяных или сварных соединений 10a и 10b) соединяют с плоскими проводниками 11a и 11b, расположенными на поверхности промежуточной печатной платы 8, противоположной заземляющей поверхности 7. При этом плоские проводники 11а и 11b выполняют функцию трансформаторов импедансов, в результате чего образуются согласованные участки передачи сигнала. Согласование обеспечивают также при помощи дополнительных согласующих элементов (в частности, конденсаторов 12), расположенных на этой же поверхности промежуточной печатной платы 8.

Промежуточная печатная плата 8 имеет толщину, позволяющую осуществить ее упругую деформацию.

Затем, как показано на фиг. 4а и 4b, электрически и механически (например, при помощи паяных соединений 13) соединяют промежуточную печатную плату 8 с основной печатной платой 14. При этом, как показано на фиг. 4 с, концевые части 15а и 15b плоских проводников 11а и 11b электрически соединяют с плоскими проводниками 16а и 16b, расположенными на поверхности основной печатной платы 14 (например, при помощи паяных или сварных соединений 17а и 17b).

Теплоотводящее основание 2 устанавливают на поверхность теплоотводящей структуры 18 (в частности, на внутреннюю поверхность металлического корпуса радиоэлектронного устройства) с обеспечением непосредственного контакта и, например, закрепляют при помощи винтов 19а и 19b.

Теплоотводящее основание 2 могут устанавливать на поверхность теплоотводящей структуры 18 с использованием слоя теплопроводящего материала (например, индия) между ними.

Электрические соединения, относящиеся к питанию полупроводникового элемента и/или его управлению, осуществляются известным образом, не раскрываемым конкретно в рамках настоящего изобретения.

1. Способ монтажа в радиоэлектронное устройство мощного полупроводникового элемента, содержащего корпус, теплоотводящее основание, связанное с корпусом, по меньшей мере, один кристалл, расположенный в корпусе на теплоотводящем основании, и выводы для передачи высокочастотного сигнала, в котором теплоотводящее основание устанавливают на поверхность теплоотводящей структуры и электрически соединяют с заземляющей поверхностью печатной платы, а выводы для передачи высокочастотного сигнала электрически соединяют с плоскими проводниками, расположенными на противоположной поверхности печатной платы, отличающийся тем, что сначала теплоотводящее основание в зоне, максимально близкой к упомянутому, по меньшей мере, одному кристаллу, электрически и механически соединяют с заземляющей поверхностью, по меньшей мере, одной промежуточной печатной платы, имеющей толщину, позволяющую осуществить ее упругую деформацию, а выводы для передачи высокочастотного сигнала электрически соединяют с плоскими проводниками, расположенными на ее противоположной поверхности, с образованием согласованных участков передачи сигнала, затем электрически и механически соединяют упомянутую, по меньшей мере, одну промежуточную печатную плату с основной печатной платой.

2. Способ монтажа по п. 1, отличающийся тем, что теплоотводящее основание устанавливают на поверхность теплоотводящей структуры с обеспечением непосредственного контакта.

3. Способ монтажа по п. 1, отличающийся тем, что теплоотводящее основание устанавливают на поверхность теплоотводящей структуры с использованием слоя теплопроводящего материала между ними.

4. Способ монтажа по п. 3, отличающийся тем, что в качестве теплопроводящего материала используют индий.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано для соединения элементов с монтажной платой пайкой оплавлением. Устройство (10) содержит испарительную камеру (12), сообщающуюся с резервуаром (16) для теплопроводной жидкости (18), в которой при нагревании создается и поддерживается объем испаренной теплопроводной жидкости (18).

Изобретение относится к изделиям, включающим печатные платы с нанесенным на них галогенуглеводородным полимерным покрытием. Технический результат - предотвращение окисления токопроводящих дорожек заготовки печатной платы и (или) иного повреждения под воздействием окружающей среды, например, коррозии.

Изобретение относится к полимерным покрытиям, и, более конкретно, к галогенуглеводородному полимерному покрытию для электрических устройств. Технический результат - предотвращение окисления или коррозии металлических поверхностей, могущих помешать формированию прочных паяных соединений или могущих сократить срок службы таких соединений.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для преобразования матрично расположенных шариковых выводов микросхем из бессвинцового припоя в оловянно-свинцовые околоэвтектического состава при дальнейшем поверхностном монтаже электрорадиоэлементов и интегральных схем на печатные платы и формирования надежных и качественных паяных соединений, предназначенных для работы в жестких условиях эксплуатации.

Изобретение может быть использовано в паяльно-ремонтных центрах или инфракрасных (ИК) паяльных станциях для пайки микросхем в корпусе BGA и других поверхностно монтируемых микросхем.

Изобретение относится к технологии вакуумной пайки для монтажа микрополосковых плат на теплоотводных основаниях и может быть использовано в производстве силовых модулей электроники.

Изобретение относится к области технологического оборудования и может быть использовано для проведения локальных монтажных и демонтажных работ с компонентами поверхностного монтажа в современных корпусах широкой номенклатуры на односторонние, двусторонние, однослойные и многослойные печатные платы радиоэлектронных модулей посредством конвекционного нагрева.

Изобретение относится к области пайки, а именно к способу пайки электросопротивлением электрических контактов с держателями, и может быть использовано, в частности, на железнодорожном транспорте.

Изобретение относится к деформируемому устройству и соответствующему способу изготовления для использования в электронном устройстве. Технический результат - конфигурирование электронных компонентов и соединений между компонентами так, чтобы они не были повреждены при деформировании устройства в ответ на усилие, приложенное пользователем. Достигается тем, что в устройстве, содержащем деформируемую подложку (3); проводящую часть (7) и, по меньшей мере, одну опору (5), сконфигурированную для соединения проводящей части (7) с деформируемой подложкой (3), элементы сконфигурированы так, чтобы указанная проводящая часть (7) была отделена от деформируемой подложки (3) промежутком. 4 н. и 43 з.п. ф-лы, 37 ил.

Изобретение относится к производственному оборудованию (100) непрерывного действия для обработки изделия, устанавливаемого на полосовой основе (101), с использованием пайки. Первое приводное устройство предназначено для перемещения полосовой основы в направлении подачи (X). Полосовая основа перемещается по меньшей мере через две зоны (110, 120, 130) обработки таким образом, чтобы различные области полосовой основы могли обрабатываться одновременно. По меньшей мере две зоны обработки включают первую зону (110, 120) обработки для прерывистого процесса и вторую зону обработки для непрерывного процесса с помощью технологической установки для пайки оплавлением припоя. Установка (130) для пайки содержит по меньшей мере один источник тепла (W) и второе приводное устройство для перемещения этого источника тепла относительно первой зоны обработки вдоль полосовой основы. Второе приводное устройство выполнено с возможностью перемещения источника тепла (W) относительно первой зоны (110, 120) обработки вдоль полосовой основы (101) в направлении, противоположном направлению подачи (X) полосового материала (101), даже в том случае, если первое приводное устройство остается неподвижным. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение может быть использовано при пайке многокристальных силовых полупроводниковых приборов в восстановительной или инертной среде. В отверстие многоместной кассеты предварительно вставляют вспомогательную стеклянную втулку и загружают соединяемые детали сборки полупроводникового прибора, выполненные в виде полупроводниковых кристаллов, теплоотводов и выводов. Размещают между ними припойные прокладки и осуществляют пайку полученной сборки в печи с восстановительной или инертной средой путем нагрева до температуры выше температуры плавления припоя. Внутренний диаметр стеклянной втулки соответствует габаритам загружаемых деталей сборки полупроводникового прибора. Способ позволяет повысить степень центровки элементов сборок полупроводниковых приборов и предотвратить механическое повреждение кристаллов сборок при их выгрузке из кассеты после пайки. 5 ил., 1 табл.
Изобретение относится к области получения объемной топологии электропроводных и оптоволоконных межсоединений в ткани, в сетчатых подложках, в масштабируемых сетчатых подложках и может быть использовано в электротехнической, электронной, микроэлектронной и радиотехнической промышленности при производстве электрощитов, монтажных плат и при изготовлении их прототипов. Технический результат - создание способа, обеспечивающего простоту изготовления объемного рисунка межсоединений максимальной плотности с высокой помехоустойчивостью и электромагнитной совместимостью, исключающих короткие замыкания и обрывы, образование петель на концах отрезков без использования шаблонов, литографических процессов, сверления основных отверстий. Достигается тем, что формируют таблицу связей в соответствии с принципиальной или монтажной схемой. Осуществляют прошивку отрезков проволоки, оптоволокон в точках будущих контактов с выводами компонентов в соответствии с таблицей связей. Собирают концы отрезков в пучки, соединяют их между собой сваркой, пайкой, склеиванием и т.п. и изолируют. Получают объемную топологию электропроводных или оптоволоконных межсоединений с преимущественно прямолинейными связями без изготовления шаблонов и использования процессов литографии.
Наверх