RU2584006C1 - Усилительный блок - Google Patents

Усилительный блок Download PDF

Info

Publication number
RU2584006C1
RU2584006C1 RU2015105264/07A RU2015105264A RU2584006C1 RU 2584006 C1 RU2584006 C1 RU 2584006C1 RU 2015105264/07 A RU2015105264/07 A RU 2015105264/07A RU 2015105264 A RU2015105264 A RU 2015105264A RU 2584006 C1 RU2584006 C1 RU 2584006C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat sink
heat
hrb
circuit board
printed circuit
Prior art date
Application number
RU2015105264/07A
Other languages
English (en)
Inventor
Петр Анатольевич Тушнов
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Радиофизика"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Радиофизика" filed Critical Публичное акционерное общество "Радиофизика"
Priority to RU2015105264/07A priority Critical patent/RU2584006C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2584006C1 publication Critical patent/RU2584006C1/ru

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203Cooling of mounted components
    • H05K1/0204Cooling of mounted components using means for thermal conduction connection in the thickness direction of the substrate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано при изготовлении радиоэлектронных устройств (РЭУ). Усилительный блок (УБ) содержит, по меньшей мере, одну печатную плату (ПП), на которой установлен, по меньшей мере, один мощный полупроводниковый элемент (МПЭ), содержащий теплоотводящее основание (ТО), по меньшей мере, один кристалл, расположенный на ТО, и выводы для передачи высокочастотного сигнала, электрически соединенные с плоскими проводниками, расположенными на поверхности ПП, с образованием согласованных участков передачи сигнала, и теплоотводящую опору, на которой установлено ТО. В теплоотводящей опоре выполнено глухое отверстие, в котором ТО закреплено посредством слоя теплопроводящего материала, полностью заполняющего зазор между дном отверстия и дном ТО и, по меньшей мере, частично заполняющего зазор между стенками отверстия и стенками ТО. ПП имеет толщину, позволяющую осуществить ее упругую деформацию. Стороны ПП, соответствующие выводам для передачи высокочастотного сигнала, выходят за пределы теплоотводящей опоры. Технический результат - обеспечение возможности интенсивного отведения тепла от МПЭ, а также возможности эксплуатации РЭУ, в состав которого входит УБ, в широком температурном диапазоне. 3 з.п. ф-лы, 10 ил.

Description

Заявленное изобретение относится к области радиоэлектронной техники и может быть использовано при изготовлении радиоэлектронных устройств.
В настоящее время известны усилительные блоки, содержащие печатную плату, на которой установлен, по меньшей мере, один мощный полупроводниковый элемент, содержащий теплоотводящее основание, по меньшей мере, один кристалл, расположенный на теплоотводящем основании, и выводы для передачи высокочастотного сигнала, электрически соединенные с плоскими проводниками, расположенными на поверхности печатной платы, с образованием согласованных участков передачи сигнала, и теплоотводящую опору, на поверхности которой установлено теплоотводящее основание (см. Семейкин И. и др. Мощные усилительные паллеты для модулей АФАР // Современная электроника, №2, 2010, стр. 18-19).
Подобный усилительный блок принят за ближайший аналог к заявленному усилительному блоку.
Недостаток известного блока состоит в том, что не обеспечивается достаточно интенсивное отведение тепла от мощного полупроводникового элемента через площадь контакта теплоотводящего основания с теплоотводящей опорой, ограниченную дном теплоотводящего основания, а также компенсация напряжений, возникающих в результате температурных деформаций из-за разницы коэффициентов линейного расширения материалов печатной платы, теплоотводящей опоры, теплоотводящего основания и выводов для передачи высокочастотного сигнала.
Задачей заявленного изобретения является создание усилительного блока, лишенного указанных недостатков.
В результате достигается технический результат, заключающийся в возможности интенсивного отведения тепла от мощного полупроводникового элемента, что повышает надежность и долговечность усилительного блока в целом, а также в возможности эксплуатации радиоэлектронного устройства, в состав которого входит усилительный блок, в широком температурном диапазоне, в том числе при резких перепадах температур.
Конкретно, указанный технический результат достигается посредством создания усилительного блока, содержащего, по меньшей мере, одну печатную плату, на которой установлен, по меньшей мере, один мощный полупроводниковый элемент, содержащий теплоотводящее основание, по меньшей мере, один кристалл, расположенный на теплоотводящем основании, и выводы для передачи высокочастотного сигнала, электрически соединенные с плоскими проводниками, расположенными на поверхности печатной платы, с образованием согласованных участков передачи сигнала, и теплоотводящую опору, на которой установлено теплоотводящее основание, в котором в теплоотводящей опоре выполнено глухое отверстие, в котором теплоотводящее основание закреплено посредством слоя теплопроводящего материала, полностью заполняющего зазор между дном отверстия и дном теплоотводящего основания и, по меньшей мере, частично заполняющего зазор между стенками отверстия и стенками теплоотводящего основания, при этом печатная плата имеет толщину, позволяющую осуществить ее упругую деформацию, а стороны печатной платы, соответствующие выводам для передачи высокочастотного сигнала, выходят за пределы теплоотводящей опоры.
Согласно частному варианту выполнения поверхности теплоотводящей опоры, соответствующие выводам для передачи высокочастотного сигнала, расположены под углом к основанию теплоотводящей опоры.
Согласно еще одному частному варианту выполнения в качестве теплопроводящего материала использован припой.
Согласно еще одному частному варианту выполнения, по меньшей мере, один мощный полупроводниковый элемент содержит корпус, связанный с теплоотводящим основанием, в котором расположен, по меньшей мере, один кристалл.
Выполнение в теплоотводящей опоре глухого отверстия, в котором теплоотводящее основание закреплено посредством слоя теплопроводящего материала, полностью заполняющего зазор между дном отверстия и дном теплоотводящего основания и, по меньшей мере, частично заполняющего зазор между стенками отверстия и стенками теплоотводящего основания, обеспечивает увеличенную площадь контакта теплоотводящего основания с теплоотводящей опорой и, соответственно, возможность интенсивного отведения тепла от мощного полупроводникового элемента, что повышает надежность и долговечность усилительного блока в целом.
Использование печатной платы, имеющей толщину, позволяющую осуществить ее упругую деформацию, со сторонами, соответствующими выводам для передачи высокочастотного сигнала, выходящими за пределы теплоотводящей опоры, обеспечивает компенсацию напряжений, возникающих в результате температурных деформаций.
Использование теплоотводящей опоры с поверхностями, соответствующими выводам для передачи высокочастотного сигнала, расположенными под углом к основанию теплоотводящей опоры, дополнительно позволяет обеспечить возможность электрического соединения выводов для передачи высокочастотного сигнала с плоскими проводниками, расположенными на поверхности печатной платы (и их концевых частей с концевыми частями соответствующих проводников несущей печатной платы радиоэлектронного устройства) в случае применения мощного полупроводникового элемента с основанием, толщина которого больше, чем толщина теплоотводящей опоры, или равна ей.
На фиг. 1 показан общий вид одного из частных вариантов заявленного усилительного блока (вид сверху).
На фиг. 2 показан общий вид одного из частных вариантов заявленного усилительного блока (разрез А-А).
На фиг. 3а показан частный случай мощного полупроводникового элемента (вид спереди).
На фиг. 3b показан частный случай мощного полупроводникового элемента (вид сбоку).
На фиг. 3с показан частный случай мощного полупроводникового элемента (вид сверху).
На фиг. 3d показан частный случай мощного полупроводникового элемента (поперечный разрез Б-Б).
На фиг. 4 показано теплоотводящее основание, установленное на теплоотводящей опоре, согласно частному варианту выполнения.
На фиг. 5 показан усилительный блок, согласно частному варианту выполнения смонтированный в радиоэлектронное устройство (вид сверху).
На фиг. 6 показан усилительный блок, согласно частному варианту выполнения смонтированный в радиоэлектронное устройство (разрез В-В).
На фиг. 7 показан общий вид другого частного варианта заявленного усилительного блока (вид сверху).
Усилительный блок, показанный на фиг. 1 и 2, содержит печатную плату 1, на которой установлен мощный полупроводниковый элемент 2 (например, показанный на фиг. 3a-3d транзистор), содержащий корпус 3, теплоотводящее основание 4, связанное с корпусом 3, кристалл 5, расположенный в корпусе 3 на теплоотводящем основании 4, и выводы 6а и 6b для передачи высокочастотного сигнала, электрически соединенные с плоскими проводниками 7а и 7b, расположенными на поверхности печатной платы 1, с образованием согласованных участков передачи сигнала, и теплоотводящую опору 8.
Как показано на фиг. 4, теплоотводящее основание 4 в зонах, максимально близких к кристаллу 5, электрически и механически соединено с заземляющей поверхностью 9 печатной платы 1, противоположной поверхности, на которой расположены плоские проводники 7а и 7b. Данное соединение осуществлено при помощи металлических уголков 10а и 10b, имеющих ширину, не меньшую, чем ширина выводов 6а и 6b, и паяных или сварных соединений 11а и 11b. В печатной плате 1 имеется отверстие (условно не показано), позволяющее осуществить данное соединение. Возможно использование двух и более печатных плат, например 1а и 1b (см. фиг. 7).
В теплоотводящей опоре 8 выполнено глухое отверстие, в котором теплоотводящее основание 4 закреплено посредством слоя теплопроводящего материала 11с (например, припоя ПОС-61), полностью заполняющего зазор между дном отверстия и дном теплоотводящего основания 4 и частично заполняющего зазор между стенками отверстия и стенками теплоотводящего основания 4.
Выводы 6а и 6b для передачи высокочастотного сигнала электрически соединены с плоскими проводниками 7а и 7b, например, при помощи паяных или сварных соединений 12а и 12b.
Плоские проводники 6а и 6b выполняют функцию трансформаторов импедансов, в результате чего образуются согласованные участки передачи сигнала. Согласование обеспечивают также при помощи дополнительных согласующих элементов (в частности, конденсаторов 13), расположенных на поверхности печатной платы 1.
Печатная плата 1 имеет толщину, позволяющую осуществить ее упругую деформацию. Стороны печатной платы 1, соответствующие выводам 6а и 6b для передачи высокочастотного сигнала, выходят за пределы теплоотводящей опоры 8.
Теплоотводящая опора 8, показанная на фиг.4, выполнена с поверхностями, соответствующими выводам 6а и 6b для передачи высокочастотного сигнала, расположенными под углом к основанию теплоотводящей опоры 8.
Монтаж заявленного усилительного блока в радиоэлектронное устройство осуществляют следующим образом.
Устанавливают теплоотводящую опору 8 на поверхность теплоотводящей структуры 14 (в частности, на внутреннюю поверхность металлического корпуса радиоэлектронного устройства) и закрепляют, например, при помощи винтов 15.
Соединяют плату 1 с несущей платой 16 радиоэлектронного устройства. В частности, осуществляют электрическое соединение концевых частей 17а и 17b плоских высокочастотных проводников 7а и 7b и концевых частей 18а и 18b низкочастотных проводников печатной платы 1 с концевыми частями соответствующих проводников несущей печатной платы 16 посредством паяных или сварных соединений.

Claims (4)

1. Усилительный блок, содержащий, по меньшей мере, одну печатную плату, на которой установлен, по меньшей мере, один мощный полупроводниковый элемент, содержащий теплоотводящее основание, по меньшей мере, один кристалл, расположенный на теплоотводящем основании, и выводы для передачи высокочастотного сигнала, электрически соединенные с плоскими проводниками, расположенными на поверхности печатной платы, с образованием согласованных участков передачи сигнала, и теплоотводящую опору, на которой установлено теплоотводящее основание, отличающийся тем, что в теплоотводящей опоре выполнено глухое отверстие, в котором теплоотводящее основание закреплено посредством слоя теплопроводящего материала, полностью заполняющего зазор между дном отверстия и дном теплоотводящего основания и, по меньшей мере, частично заполняющего зазор между стенками отверстия и стенками теплоотводящего основания, при этом печатная плата имеет толщину, позволяющую осуществить ее упругую деформацию, а стороны печатной платы, соответствующие выводам для передачи высокочастотного сигнала, выходят за пределы теплоотводящей опоры.
2. Усилительный блок по п. 1, отличающийся тем, что поверхности теплоотводящей опоры, соответствующие выводам для передачи высокочастотного сигнала, расположены под углом к основанию теплоотводящей опоры.
3. Усилительный блок по пп. 1 или 2, отличающийся тем, что в качестве теплопроводящего материала использован припой.
4. Усилительный блок по пп. 1 или 2, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один мощный полупроводниковый элемент содержит корпус, связанный с теплоотводящим основанием, в котором расположен, по меньшей мере, один кристалл.
RU2015105264/07A 2015-02-17 2015-02-17 Усилительный блок RU2584006C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015105264/07A RU2584006C1 (ru) 2015-02-17 2015-02-17 Усилительный блок

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015105264/07A RU2584006C1 (ru) 2015-02-17 2015-02-17 Усилительный блок

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2584006C1 true RU2584006C1 (ru) 2016-05-20

Family

ID=56011917

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015105264/07A RU2584006C1 (ru) 2015-02-17 2015-02-17 Усилительный блок

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2584006C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1758918A1 (ru) * 1989-08-29 1992-08-30 Конструкторское бюро приборостроения Научно-производственного объединения "Точность" Объемный высокочастотный интегральный модуль
US5422647A (en) * 1993-05-07 1995-06-06 Space Systems/Loral, Inc. Mobile communication satellite payload
RU2161384C1 (ru) * 1999-05-13 2000-12-27 Фонд Сертификации "Энергия" Устройство для температурной стабилизации электронного оборудования
US7944711B2 (en) * 2004-02-12 2011-05-17 Askoll Holding S.R.L. Discrete electronic component and related assembling method
RU133382U1 (ru) * 2013-04-05 2013-10-10 Открытое акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" Радиоэлектронный блок

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1758918A1 (ru) * 1989-08-29 1992-08-30 Конструкторское бюро приборостроения Научно-производственного объединения "Точность" Объемный высокочастотный интегральный модуль
US5422647A (en) * 1993-05-07 1995-06-06 Space Systems/Loral, Inc. Mobile communication satellite payload
RU2161384C1 (ru) * 1999-05-13 2000-12-27 Фонд Сертификации "Энергия" Устройство для температурной стабилизации электронного оборудования
US7944711B2 (en) * 2004-02-12 2011-05-17 Askoll Holding S.R.L. Discrete electronic component and related assembling method
RU133382U1 (ru) * 2013-04-05 2013-10-10 Открытое акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" Радиоэлектронный блок

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
СЕМЕЙКИН И. И ДР. Мощные усилительные паллеты для модулей АФАР, "Современная электроника", 2, 2010, с. 18-19. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4300371B2 (ja) 半導体装置
KR20010071766A (ko) 반도체 소자용 캡슐
US10506702B2 (en) Mounting structure, method for manufacturing mounting structure, and radio device
FI88452C (fi) Konstruktion foer att foerbaettra avkylning av en effekttransistor
KR20130051486A (ko) 모놀리식 마이크로웨이브 집적 회로
WO2016132853A1 (ja) 基板ユニット
KR20030060807A (ko) Saw 필터
US10254359B2 (en) Power amplifier device for a magnetic resonance device and magnetic resonance device
RU2584006C1 (ru) Усилительный блок
JP2006165114A (ja) 半導体素子の実装方法及び実装構造、装置
JP2006229101A (ja) プリント基板
CN107750478B (zh) 无埋块rf功率放大器
JP4654764B2 (ja) 高周波回路装置の実装構造
JP2008198785A (ja) 高周波ユニット
JP4765648B2 (ja) マイクロプラズマジェット発生装置
RU2576666C1 (ru) Способ монтажа мощного полупроводникового элемента
RU2329568C1 (ru) Корпус интегральной схемы
JP4830917B2 (ja) 高周波モジュール装置及びこれを用いた送受信モジュール装置
JP2016178221A (ja) マイクロ波デバイス
KR101940295B1 (ko) 전자파 차폐막을 구비한 기판 구조체
CN107069164A (zh) 基片集成槽线波导组合传输线
JP2007234905A (ja) 高出力増幅器
JP2008066527A (ja) プリント基板実装部品の冷却構造
RU183394U1 (ru) Мощная гибридная свч интегральная схема
KR101103572B1 (ko) 튜너