Гибридная интегральная схема свч-устройства

Патент 989764

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОП ИСАНИИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii>989764

Союз Советсиик

Социалистичесиин : Республик

„ г .*

{6!) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 22.04. 81 (21) 328254//18-21 (51) М. Кл. с присоединением заявки №

Н 05 К 3/30„

Н 05 К 3/34 (23)ПриоритетРпударствснный комнтет

СССР (53) УД К 621.3.

049(088.8) ОпУбликовано 15.01 83. Бюллетень J@ 2 ао далзм нзабретеннй н открытнй

Дата опубликования описания 16 .0 1.83 (72) Авторы изобретения

Г. A. Яковлев и Н. К. Егоров

„.« -% Я

{7I) Заявитель (54) ГИБРИДНАЯ ИНТЕГРАЛЬНАЯ СХЕМА

С ВЧ-УСТРОЙСТВА

2 .фициентов линейного расширения (ТКЛР) соединяемых материалов (сплава

МД15НП и Д16Т) .

Наиболее близкой к изобретению является гибридная интегральная схема

СВЧ-устройства, содержащая расположенные в металлическом корпусе печатные микросхемы . на керамических или ферритовых подложках, припаянных к компенсирующей пластине из:ковара или молибдена, ТКЛР которых меньше

ТКЛР материала подложек 21.

Изобретение относит ся к ги бридным интегральным схемам (ГИС) с использованием в качестве печатных схем металлизированных керамических или ферритовых подложек и может быть использовано в различных СВЧ-устройствах., Известны ГИС СВЧ-устройств, в которых металлизированная керамическая подложка микросхемы соединена с основанием корпуса через компенсирующую пластину из сплава ИД15НП. В этом случае компенсирующая пластина, уменьшающая термомеханические напряжения в подложке, соединяется с основанием корпуса и подложкой пайкой легкоплавкими припоями $1).

Недостатком таких ГИС является невысокая тврмоциклостойкость сое«го динения компенсирующей пластины с основанием корпуса из алюминиевого сплава типа Д16Т, что обусловлено резким отличием температурных коэфБолее низкий TKllP ко вара или мо-. либдена обуславливает появление в подложках микросхем растяги вающих термомеханических напряжений, вызывающих появление трещин в, керамических или ферритовых подложках после пайки их с компенсирующими ппастинами.

Это уменьшает процесс выхода годных изделий. Кроме того, пластины из ковара или молибдена плохо рихтуются.

Другим недостатком компенсирующих

989764 пластин из ковара является относительно низкая теплопроводность ковара, что ухудшает условия теплоотвода.

В то же время, при наличии на печатной микросхеме полупроводниковых навесных приборов с достаточно большой мощностью рассеяния необходимо обес" печить хороший теплоотвод.

Целью изобретения является улучшение теплоотвода и повышения выхода годных изделий, Поставленная цель заключается в том, что в гибридной интегральной схеме СВЧ-устройства, содержащей расположенные в иеталлическам корпусе печатные микросхемы на керамических или ферритовых подложках, припаянных к, компенсирующей пластине из ковара или молибдена, которая соединена с основанием корпуса, компенсирующая плас" 20 тина содержит ппакирующие медные слои толщиной 50-200 мкм, расположенные с обеих сторон пластин.

На чертеже показана гибридная интегральная схема СВЧ-устройства. 25

Схема содержит соединение компенсирующей пластины 1, плакированной слоями меди 2, с печатной микросхемой 3 и основанием корпуса ч

ГИС СВЧ-устройства, активный полу- з0 проводниковый элемент 5, слой припоя 6, винт 7 втулка 8.

Плакирование пластины 1 из ковара или молибдена слоями меди 2 толщиной 50-200 мкм увеличивает ТКЛР пластины, согласуя его с ТКЛР керамических или ферритовых подложек. Использование в качестве среднего слоя пластины ковара или молибдена объ40 ясняется следующим образом. ТКЛР кер ами чески х (кер ами ка А-995, поликор) и ферритовых (ферриты СВЧ-диапазона) подложек колеблется в иньтервале 6-9,5x10 С упри 20-100 С, ТКЛР молибдена меньше ТКЛР ковара.

Поэтому, выбирая в качестве среднего слоя компенсирующей пластины молибден или ковар и регулируя толщину" плакирующих слоев меди в интервале

50-200 мкм, можно создать компенсирующие триметаллические пластины с ТКЛР, изменяющимся в диапазоне

6-9,5х 0 C ". Так, TKJlP o триметаллической пластины, йзготовленной из молибдена толщиной 0,6 мм, плакированного слоями меди толщиной

0,2, мм, равен 6,0х10 С ", а ТКЛР р ковара .толщиной О, j мм, плакированного слоями меди толщиной 0,15 ммвЂ”

8х10 С ". Использование молибдена наряду с коваром обьясняется еще и тем, что для некоторых ферритовых микросхем ковар не может быть использован в качестве материала компенсирующей пластины из-за того, что ковар является магнитомягким материалом. Это может влиять на величи ну ма гни тной напряженности в р анее настроенных ферритовых микросхемах. .Таким образом, применение плакирующих слоев из меди позволяет существенно уменьшить уровень термомехани" ческих напряжений в подложках микросхем и, следов ател ьно, повысит ь процент выхода годных изделий. Кроме того, плакирующие медные слои позволяют существенно улучшить условия теплоотвода, а именно повысить мощность рассеяния активных элементов печатных микросхем за счет повышения теплопроводности компенсирующей плас. тины и уменьшения теплового сопротивления в местах контакта пластины с подложками микросхем и основания корпуса. Так, если мощный полупроводниковый прибор монтируется в отверстии печатной микросхемы, то теплоотводом для него служат плакирующие медные слои 2 компенсирующей пластины (см. чертеж) . Испыт ания собранных

ГИС СВЧ-устройств показали, что улуч шение условий теплоотвода позволяет использовать в качестве активных эле. ментов полупроводников приборы мощностью до 5-6 Вт. Дополнительным преимуществом использования плакированных медью молибденовых или коваровых пластин является то, что они хорошо рихтуются и паяются.

Использование предлагаемой гибридной интегральной схемы СВЧ-устройства обеспечивает по сравнению с известными уменьшение уровня термомеханических напряжений в подложках микросхем за счет увеличения ТКЛР компен сирующей пл асти ны и з ковар а или молибдена и улучшение теплоотвода.. При этом повышается процент выхода годных изделий не менее чем в 2 раза и, достигает 95-98, за счет чего себестоимость изделия снижается на 250-300 руб.

Формула изобретения

Гибридная интегральная схема

СВЧ-устройства, содержащая располо989764

Составитель В. Милославская

Техред М.Надь Корректор А. Дзятко

Редактор Л. Повхан

Заказ 11 )51/78 Тираж 843 . ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное филиал ППП "Патент -, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 женные в металлическом корпусе пе. чатные микросхемы на керамических или ферритовых подложках, припаянных к компенсирующей пластине из новара или молибдена, которая соеди" иена с основанием корпуса, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения теплоотвода и повышения вы хода годных изделий, компенсирующая пластина содержит плакирующие медные слои толщиной 50-200 мкм, расположенные с обеих сторон пластины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Чистяков. О. Д., Яковлев Г. А.

Физико-химические пути повышения на дежности соединений, паянных легко" пла вкими припоями. Обзоры по

S электронной технике. Сер. "Технология", организация производ ства и оборудования", вып. 2 (625), М., ЦНИИ "Электроника", 1Э79, с. 41. о

2. Мапорацкий Л. Г. Микроминиагюризация элементов и устройств СВЧ.

М., "Советское радио", 1976, с. 216 (прототип) .