RU96450U1

RU96450U1 - PCB (OPTIONS)

Info

Publication number: RU96450U1
Application number: RU2010106505/22U
Authority: RU
Inventors: Андрей Геннадьевич Полутов; Наталья Константиновна Егунова; Светлана Ивановна Киселева
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственный комплекс "ЭЛАРА" им. Г.А. Ильенко" (ОАО "ЭЛАРА")
Priority date: 2010-02-24
Filing date: 2010-02-24
Publication date: 2010-07-27

Abstract

1. Печатная плата, содержащая электронный компонент, установленный на контактные площадки, расположенные на диэлектрическом слое, сформированном на одной из поверхностей ее металлического основания, выполненного с углублением, отличающаяся тем, что углубление сформировано на противоположной поверхности металлического основания напротив электронного компонента, а электронный компонент и контактные площадки покрыты защитным материалом. ! 2. Печатная плата, содержащая электронный компонент, установленный на контактные площадки, расположенные на диэлектрическом слое, сформированном на одной из поверхностей ее металлического основания, выполненного с углублением, отличающаяся тем, что углубление сформировано на противоположной поверхности металлического основания, в котором выполнено сквозное отверстие с расположенным в нем электронным компонентом, соединенным с контактными площадками через отверстия, выполненные в диэлектрическом слое, при этом пространство в углублении вокруг электронного компонента заполнено теплопроводящим диэлектриком, а контактные площадки покрыты защитным материалом. 1. A printed circuit board containing an electronic component mounted on pads located on a dielectric layer formed on one of the surfaces of its metal base, made with a recess, characterized in that the recess is formed on the opposite surface of the metal base opposite the electronic component, and the electronic component and pads are covered with protective material. ! 2. A printed circuit board containing an electronic component mounted on contact pads located on a dielectric layer formed on one of the surfaces of its metal base, made with a recess, characterized in that the recess is formed on the opposite surface of the metal base, in which a through hole with located in it an electronic component connected to the pads through holes made in the dielectric layer, while the space in the cavity SRI around the electronic component is filled with heat-conductive dielectric, and the pads are covered with a protective material.

Description

Группа технических решений относится к области радиотехники и электроники. Такие конструкции могут быть использованы в устройствах, в которых к печатным платам предъявляются требования по тепловым режимам и ограничению габаритных размеров.The group of technical solutions relates to the field of radio engineering and electronics. Such designs can be used in devices in which thermal circuit requirements and limited overall dimensions are imposed on printed circuit boards.

Из заявки Японии №2006165333, H01L 25/18; H01L 25/065; H01L 25/07, опубл. 22.06.2006 известно устройство, в котором гибкую печатную плату приклеивают к одной из поверхностей многослойной печатной платы, имеющей сквозное отверстие. В этом отверстии на гибкую печатную плату устанавливают полупроводниковый элемент. Сверху на него устанавливают еще один полупроводниковый элемент. Связи этих элементов с верхним слоем платы осуществляют проводом. Затем отверстие вместе с расположенными в нем полупроводниковыми элементами заливают компаундом.From Japanese application No. 2006165333, H01L 25/18; H01L 25/065; H01L 25/07, publ. 06/22/2006 a device is known in which a flexible printed circuit board is glued to one of the surfaces of a multilayer printed circuit board having a through hole. In this hole, a semiconductor element is mounted on a flexible circuit board. On top of it, another semiconductor element is installed. The connection of these elements with the upper layer of the board is carried out by wire. Then the hole, together with the semiconductor elements located therein, is poured with a compound.

К недостаткам этой конструкции относится плохая теплопроводность вследствие расположения полупроводниковых элементов на диэлектрической гибкой печатной плате, а также сложность конструкции.The disadvantages of this design include poor thermal conductivity due to the location of the semiconductor elements on a dielectric flexible printed circuit board, as well as the complexity of the design.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемым конструкциям является печатная плата (заявка Германии №4105885, Н05К 1/02, опубл. 05.09.1991), содержащая металлическое основание, с расположенным на нем изолирующим слоем, на поверхности которого сформирован проводящий слой с электронными компонентами. Причем на металлическом основании со стороны изоляционного и проводящего слоев сформированы углубления для минимизации влияния тепловых потоков от элементов печатной платы друг на друга.The closest technical solution to the proposed designs is a printed circuit board (German application No. 4105885, H05K 1/02, publ. 09/09/1991) containing a metal base with an insulating layer located on it, on the surface of which a conductive layer with electronic components is formed. Moreover, recesses are formed on the metal base from the side of the insulating and conducting layers to minimize the influence of heat fluxes from the elements of the printed circuit board on each other.

Недостатком данной конструкции является расположение углублений металлической платы со стороны изолирующего и проводящего слоев, так как это ухудшает отвод тепла от электронных компонентов и увеличивает теплоемкость конструкции.The disadvantage of this design is the location of the recesses of the metal board on the side of the insulating and conductive layers, as this affects the heat removal from the electronic components and increases the heat capacity of the structure.

Техническим результатом предлагаемых решений является уменьшение теплоемкости, а также размеров конструкции.The technical result of the proposed solutions is to reduce the heat capacity, as well as the size of the structure.

Технический результат достигается тем, что печатная плата содержит электронный компонент, установленный на контактные площадки, расположенные на диэлектрическом слое, сформированном на одной из поверхностей ее металлического основания, выполненного с углублением. Причем углубление сформировано на противоположной поверхности металлического основания напротив электронного компонента. Причем электронный компонент и контактные площадки покрыты защитным материалом.The technical result is achieved in that the printed circuit board contains an electronic component mounted on pads located on a dielectric layer formed on one of the surfaces of its metal base, made with a recess. Moreover, the recess is formed on the opposite surface of the metal base opposite the electronic component. Moreover, the electronic component and the contact pads are covered with a protective material.

Во втором варианте печатная плата содержит электронный компонент, установленный на контактные площадки, расположенные на диэлектрическом слое, сформированном на одной из поверхностей ее металлического основания, выполненного с углублением. Причем углубление сформировано на противоположной поверхности металлического основания, в котором выполнено сквозное отверстие с расположенным в нем электронным компонентом, соединенным с контактными площадками через отверстия, выполненные в диэлектрическом слое. Причем пространство в углублении вокруг электронного компонента заполнено теплопроводящим диэлектриком. Причем контактные площадки покрыты защитным материалом.In the second embodiment, the printed circuit board contains an electronic component mounted on pads located on a dielectric layer formed on one of the surfaces of its metal base, made with a recess. Moreover, the recess is formed on the opposite surface of the metal base, in which a through hole is made with an electronic component located therein, connected to the contact pads through holes made in the dielectric layer. Moreover, the space in the recess around the electronic component is filled with a heat-conducting dielectric. Moreover, the contact pads are covered with a protective material.

Сущность предлагаемых технических решений поясняется чертежами.The essence of the proposed technical solutions is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображена печатная плата с электронным компонентом, установленным на поверхности контактных площадок (вариант 1).Figure 1 shows a printed circuit board with an electronic component mounted on the surface of the pads (option 1).

На фиг.2 изображена печатная плата с электронным компонентом, установленным в металлическом основании (вариант 2).Figure 2 shows a printed circuit board with an electronic component mounted in a metal base (option 2).

В первом варианте печатная плата содержит металлическое основание 1 (фиг.1), на которое с одной стороны нанесен диэлектрический слой 2 с расположенными на нем контактными площадками 3, а с другой стороны выполнено углубление 4, размеры которого выбираются из условия, что толщина оставшейся части металлического основания 1 должна обеспечивать требуемую температуропроводность конструкции. На контактные площадки 3 над углублением 4 установлен электронный компонент 5, покрытый защитным материалом 6. Этот материал защищает электронный компонент 5 в случае слабозагрязненной среды, т.е. при малой вероятности механического разрушения частицами потока окружающей среды, например частицами песка. Наличие диэлектрического слоя 2, имеющего низкую теплопроводность, позволяет изолировать тепловой поток воздуха к электронному компоненту 5 от металлического основания 1.In the first embodiment, the printed circuit board contains a metal base 1 (Fig. 1), on which, on the one hand, a dielectric layer 2 is applied with contact pads 3 located on it, and, on the other hand, a recess 4 is made, the dimensions of which are selected so that the thickness of the remaining part metal base 1 should provide the required thermal diffusivity of the structure. An electronic component 5 coated with a protective material 6 is installed on the contact pads 3 above the recess 4. This material protects the electronic component 5 in the case of a slightly polluted medium, i.e. at a low probability of mechanical destruction by particles of the flow of the environment, such as sand particles. The presence of a dielectric layer 2 having low thermal conductivity, allows you to isolate the heat flow of air to the electronic component 5 from the metal base 1.

Металлическое основание может быть изготовлено из алюминиевого сплава, меди или латуни. Диэлектрический слой может быть сформирован полиимидным лаком, эмалью, органосиликатным покрытием и т.п., проводники контактной площадки выполнены средствами стандартной фотолитографии, а защитный материал выполнен из теплопроводного клея или кремнийорганического состава.The metal base may be made of aluminum alloy, copper or brass. The dielectric layer can be formed by polyimide varnish, enamel, organosilicate coating, etc., the conductors of the contact pad are made using standard photolithography, and the protective material is made of heat-conducting adhesive or organosilicon composition.

В качестве электронного компонента 5 может быть использован чувствительный элемент, например терморезистор. Тогда предложенные решения могут быть использованы в качестве датчика какого-либо из параметров окружающей среды, например датчика температуры. В этом случае повышается точность измерение этих параметров, так как чувствительная поверхность элемента будет иметь максимальную площадь контакта с окружающей средой и минимальный контакт с корпусом прибора, а температура металлического основания будет в меньшей мере влиять на точность измеряемых величин в силу наличия углублений, которые уменьшают тепловой поток воздуха к чувствительному элементу от основания.As the electronic component 5, a sensitive element, for example a thermistor, can be used. Then the proposed solutions can be used as a sensor of any of the environmental parameters, for example, a temperature sensor. In this case, the accuracy of the measurement of these parameters is increased, since the sensitive surface of the element will have a maximum contact area with the environment and a minimum contact with the body of the device, and the temperature of the metal base will less affect the accuracy of the measured values due to the presence of recesses that reduce the thermal air flow to the sensor from the base.

Во втором варианте электронный компонент 5 (фиг.2) расположен в металлическом основании 1. В этом случае, как и в первом варианте, в металлическом основании 1 с противоположной стороны нанесения диэлектрического слоя 2 с контактными площадками 3 выполняется углубление 4. В углублении 4 металлического основания 1 вырезается сквозное отверстие 7, размерами, превышающими размеры электронного компонента 5. Над сквозным отверстием 7 в диэлектрическом слое 2 выполняются отверстия 9, через которые на контактные площадки устанавливается электронный компонент 5. Контактные площадки 3 выполняются увеличенных размеров по сравнению с размерами отверстий в диэлектрическом слое для обеспечения более прочного монтажа электронного компонента 5 и улучшенного рассеивания тепла в окружающую среду. Этот вариант конструкции используется в устройствах с более жесткими требованиями к печатным платам по габаритным характеристикам, а также в условиях более загрязненной окружающей среды.In the second embodiment, the electronic component 5 (figure 2) is located in the metal base 1. In this case, as in the first embodiment, in the metal base 1 on the opposite side of the application of the dielectric layer 2 with the contact pads 3 is a recess 4. In the recess 4 of the metal of the base 1, a through hole 7 is cut out, exceeding the dimensions of the electronic component 5. Over the through hole 7 in the dielectric layer 2, holes 9 are made through which an electronic mponent 5. The contact pads 3 are executed increased sizes compared to the size of the openings in the dielectric layer to provide a durable mounting of the electronic component 5 and the enhanced heat dissipation into the environment. This design option is used in devices with more stringent requirements for printed circuit boards in terms of overall characteristics, as well as in more polluted environments.

Пространство в углублении 4 вокруг электронного компонента 5 заполняется теплопроводящим диэлектриком 8 для обеспечения более прочного монтажа и теплового режима работы. Заполнение углубления 4 может быть частичным или полным. Сверху контактные площадки 3 покрываются защитным материалом 6, например лаком или теплопроводным клеем.The space in the recess 4 around the electronic component 5 is filled with a heat-conducting dielectric 8 to ensure a more durable installation and thermal operation. The filling of the recess 4 may be partial or complete. On top of the contact pads 3 are covered with a protective material 6, for example varnish or heat-conducting adhesive.

Таким образом, данные конструкции характеризуются максимально защищенным положением электронного компонента от механических частиц окружающей среды.Thus, these designs are characterized by the most protected position of the electronic component from mechanical particles of the environment.

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.

При движении теплового воздушного потока происходит его взаимодействие со всеми элементам конструкции. С одной стороны этот поток от металлического основания 1 к электронному компоненту 5 уменьшает углубление 4, а с другой стороны его изолирует диэлектрический слой 2.When the heat air stream moves, it interacts with all structural elements. On the one hand, this flow from the metal base 1 to the electronic component 5 reduces the recess 4, and on the other hand it is insulated by the dielectric layer 2.

Таким образом, уменьшается теплоемкость конструкции.Thus, the heat capacity of the structure is reduced.

В целом, благодаря использованию предложенных решений увеличится надежность устройства.In general, using the proposed solutions will increase the reliability of the device.

На основании вышесказанного можно сделать вывод о том, что предложенные технические решения достигают заявленный технический результат, а именно уменьшается теплоемкость конструкции и ее габаритные характеристики, а также эти решения удовлетворяют условиям патентоспособности полезной модели: новизна и промышленная применимость.Based on the foregoing, it can be concluded that the proposed technical solutions achieve the claimed technical result, namely, the heat capacity of the structure and its overall characteristics are reduced, and also these solutions satisfy the patentability conditions of the utility model: novelty and industrial applicability.

Claims

1. A printed circuit board containing an electronic component mounted on pads located on a dielectric layer formed on one of the surfaces of its metal base, made with a recess, characterized in that the recess is formed on the opposite surface of the metal base opposite the electronic component, and the electronic component and pads are covered with protective material.

2. A printed circuit board containing an electronic component mounted on contact pads located on a dielectric layer formed on one of the surfaces of its metal base, made with a recess, characterized in that the recess is formed on the opposite surface of the metal base, in which a through hole with located in it an electronic component connected to the pads through holes made in the dielectric layer, while the space in the cavity SRI around the electronic component is filled with heat-conductive dielectric, and the pads are covered with a protective material.