Изобретение относится к полупроводниковой электронике, в частности к конструированию мощных гибридных интегральных схем, содержащих тепловыделяющие элементы. The invention relates to semiconductor electronics, in particular to the design of powerful hybrid integrated circuits containing fuel elements.
Цель изобретения - уменьшение теплового сопротивления между кристаллом и радиатором. The purpose of the invention is the reduction of thermal resistance between the crystal and the radiator.
На чертеже изображена гибридная интегральная схема в разрезе. The drawing shows a hybrid integrated circuit in section.
Полупроводниковый тепловыделяющий кристалл 1 присоединен столбиковыми выводами 2 к контактам 3 на лицевой поверхности керамической подложки 4, к обратной поверхности подложки присоединен теплопроводным клеем 5 ступенчатый теплоотвод 6, контактирующий с радиатором 7, а к обратной стороне кристалла 1 и лицевой поверхности подложки 4 с помощью теплопроводящего клея 8 присоединен П-образный теплоотвод 9, внешняя поверхность которого контактирует с радиатором 7. The semiconductor heat-generating crystal 1 is connected by columnar leads 2 to the contacts 3 on the front surface of the ceramic substrate 4, the heat transfer adhesive 5 is connected to the back surface of the substrate 5 by a heat sink 6 in contact with the radiator 7, and to the back of the crystal 1 and the front surface of the substrate 4 using heat-conducting glue 8 connected U-shaped heat sink 9, the outer surface of which is in contact with the radiator 7.
Схема работает следующим образом. Тепловой поток от обратной стороны кристалла 1 через теплопроводящий клей (ВК-9) 8 проходит в алюминиевый П-образный теплоотвод 9, где разделяется на два потока. Первый поток уходит в радиатор 7. Второй (дополнительный) поток через основание П-образного теплоотвода, теплопроводящий клей 8, керамическую подложку 4, теплопроводный клей 5 и алюминиевый ступенчатый теплоотвод 6 уходит в радиатор 7. Третий поток от лицевой поверхности кристалла 1 через столбиковые выводы 2, контакты 3, керамическую подложку 4, теплопроводный клей 5 и ступенчатый теплоотвод 6 также попадает в радиатор 7. The scheme works as follows. The heat flux from the back of the crystal 1 through the heat-conducting adhesive (VK-9) 8 passes into the aluminum U-shaped heat sink 9, where it is divided into two streams. The first stream goes to the radiator 7. The second (additional) stream through the base of the U-shaped heat sink, the heat-conducting adhesive 8, the ceramic substrate 4, the heat-conducting adhesive 5 and the aluminum step heat sink 6 go to the radiator 7. The third stream from the front surface of the crystal 1 through the bar terminals 2, contacts 3, ceramic substrate 4, heat-conducting adhesive 5 and stepwise heat sink 6 also fall into the radiator 7.
Преимущество изобретения заключается в уменьшении теплового сопротивления за счет наличия П-образного и ступенчатого теплоотводов, позволяющих разделить тепловую цепь кристалл-радиатор на три параллельных тепловых ветви. Наличие двух дополнительных ветвей отвода тепла позволяет снизить тепловое сопротивление от кристалла размером 2,9х2,9 мм к радиатору с 8 до 3,5о/Вт. Кроме того, П-образная форма теплоотводов позволяет приклеивать теплоотвод одновременно к кристаллу и к подложке и не создает механических напряжений в кристалле при креплении схемы к радиатору, а также защищает кристалл при герметизации схемы полимерным компаундом.An advantage of the invention lies in the reduction of thermal resistance due to the presence of a U-shaped and step-shaped heat sinks, allowing to divide the crystal-radiator thermal circuit into three parallel thermal branches. The presence of two additional branches of heat removal allows you to reduce the thermal resistance from the crystal measuring 2.9 x 2.9 mm to the radiator from 8 to 3.5 o / W. In addition, the U-shaped shape of the heat sinks allows the heat sink to be glued simultaneously to the crystal and to the substrate and does not create mechanical stresses in the crystal when the circuit is attached to the radiator, and also protects the crystal when the circuit is sealed with a polymer compound.
Отдельные П-образные теплоотводы к многокристалльной схеме позволяют использовать для теплоотводов металлы с высокой теплопроводностью без жесткого ограничения по рассогласованию коэффициентов линейного термического расширения материалов теплоотвода и подложки. Separate U-shaped heat sinks to the multicrystal circuit allow the use of metals with high thermal conductivity for heat sinks without strict restrictions on the mismatch of the linear thermal expansion coefficients of the heat sink and substrate materials.
