SU1621192A1

SU1621192A1 - Термокомпенсированна теплопроводна многослойна плата и способ ее изготовлени

Info

Publication number: SU1621192A1
Application number: SU884420289A
Authority: SU
Inventors: Виктор Александрович Зализко; Георгий Степанович Мелех; Константин Константинович Татаринов; Юрий Максимович Бордюгов
Original assignee: Предприятие П/Я В-8751
Priority date: 1988-05-04
Filing date: 1988-05-04
Publication date: 1991-01-15

Abstract

Изобретение относитс к радиоэлектронике . Цель изобретени - повышение надежности и технологичности конструкции термокомпенсированной теплопроводной многослойной платы. После нанесени слоев металла на пластину в них выполн ют взаимопересекающиес продольные и поперечные открытые во внешнюю сторону пазы, глубина которых не менее 0,75 толщины тих слоев металла . На них устанавливают многослойные печатные платы со сквозными отверсти ми . Путем одновременного заполнени сквозных отверстии многослойных печатных плат и продольных и поперечных пазов теплопроводным компаундом формируют колонки из теплопроводного компаунда. 2 с, и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс к радиоэлектронике и может быть использовано при изготовлении термокомпенсирован- ных теплопроводных плат.

Цель изобретени - повышение надежности и технологичности конструкции ,

На фиг. 1 изображено теплопроводное основание; на фиг. 2- термоком- пенсированна теплопроводна многослойна плата перед формованием ко- лонок из теплопроводного материала, разрез; на фиг. 3 - то же, общий вид.

Способ осуществл ют следующим образом .

К пластине 1 из материала с низким термическим коэффициентом линейного расширени (TKJIP) с двух сторон присоедин ют термокомпенсированной сваркой , прессованием или другим методом

листы 2 металле с высокой теплопроводностью , после чего в них формуют поперечные 3 и продольные 4 пазы шириной 0,3-2,0 мм. Шаг поперечных пазов зависит от размера платы и плотности монтажа и может быть равен 20 - 40 мм, желательно, чтобы контактные плошадки микросхем находились по (разные стороны от разделительных пазов , Продольные пазы 4 дл сохранени максимальной теплопроводности в поперечном направлении выполн ют в минимальном количестве. Дл плат размером до 170 х 200 мм достаточно одного продольного паза. Чтобы устранить некоторое рассогласование, в теплопроводном основании, выполн ющем функцию термокомпенсирукхцей прокладки механи- 1 ческих напр жений, возникающих при изменени х температуры из-за разного

ю

СО

N3

шага продольных и поперечных пазов, направление проката дл материала с низким ТКЛР берут вдоль поперечных пазов, а материала с высокой тепло- проводностью - вдоль продольных пазов Формование разделительных пазов 3 и 4 в сло х металла с высокой теплопроводностью резко снижает нагрузку на пластину 1 при изменени х температуры и позвол ет увеличить толщину теплопроводного металла .и, следовательно, эффективность теплоотвода3 при этом пазы практически не мешают отводу тепла , поскольку градиент передачи теп- ла от носителей кристаллов (НК) к радиаторам направлен перпендикул рно к теплоотвод щим ребрам 5 (фиг. 1).

По схеме типового технологического процесса изготавливают многослойну печатную плату (МШ) толщиной 0}4 - 1,5 мм с предварительно сформированными отверсти ми 6 в местах расположени НК и собирают пакет по базовым отверсти м 7 такэ как показано на фиг. 29 где 8 9 МПЩ 1,2 - слои термокомпенсирующего теплопроводного основани j 10 - пленочный теплопроводный клей, после чего пакет прессуют при высокой температуре и давлении,. Теплопроводный клей 10 заполн ет отверсти 6 и пазы 3 и 4, одновременно соедин термокомпенсирующее теплопроводное основание с МПП, образу в отверсти х 6 тетщоотвод щие колонки 11, способствующие интенсивному отводу тепла от НК 12 (фиг 3) через металл с высокой теплопроводностью 2 и тепло отвод щие ребра 5 на сребренные стенки блока 13

Пример, Изготавливают восьми- слойную теплопроводную термокомпенси- рованную плату размером 170 х 200 мм с монтажем элементной базы на поверхность платы. Собирают пакет из листов анодированного алюмини толщиной 0,3 мм, инвара 0,3 мм, препрега СТП-4 в последовательностиj алюминиева пластина - препрег - инвар - препрег алюминиева пластина. Пакет прессуют согласно типовому технологическому процессу прессовани МШ15 после чего с двух сторон заготовки фрезеруют по восемь поперечных с шагом 20 мм пазов

РДОЛЬ КОРОТКОЙ СТОРОНЫ ЗаГОТОВКИ И ПО

Одному продольному пазу по центру заготовки . Две четырехслойиые платы, изготовленные по типовой технологии с предварительно сформованными отверс

- Q S

/о 5 0

45

с

5

0

ти ми диаметром 3 мм, пленочный теплопроводный клей и термокомпенсирующую теплопроводную прокладку совмещают по базовым отверсти м и собирают так, как показано на фиг,2, Собранный пакет прессуют при температуре 120 и давлении 0,9-1,5 кг/см в результате чего теплопроводный клей вначале разм гчаетс к заполн ет переходные отверсти , отверсти под теплоотзод щие столбики в МПП и разгрузочные пазы в термокомпенсирующей теплопроводной прокладке, образу под МПП герметичный объем с малым тепловым сопротивлением и непосредственным отводом тепла от НК, а затем под воздействием высокой температуры св зующее теплопроводного кле полимеризуетс и прочно соедин ет заготовки друг с другом. Брем полимеризации 6 ч. Ширина разгрузочных пазов термокомпенсирующей теплопроводной прокладки 9,6 мм, глубина 0,3 мм. Слои МПП с двух сторон прокладки соедин ют с помощью гибкого кабел .

При изготовлении платы были использованы следующие материалы: стеклоткань прокладочна СТП-4 ТУ 16-503. 2Т5-81$ стеклотекстолит СТФ-2,0,23 ТУ 16-503,161-83; клей пленочньй теплопроводный ТПК-69 АУЭО 028021 ТУ-ПУ& сплав АМГ-6,0,3; лента 29НК-МГ-0,0,2х хЮО ГОСТ 14080-78.

Использавание изобретени позвол ет значительно снизить трудоемкость изготовлени теплопроводных термо- компенсированных плат за счет исключени операции установки теплоотвод - щнх столбиков, повысить их надежность за счет снижени механических напр жений в термокомпенсаторе и улучшить отвод тепла от носителей кристаллов.

Claims

Формула изобретени

1« Термокомпенсированна теплопроводна многослойна плата, содержаща теплопроводное термокомпенсирующее основание , выполненное в виде пластины из металла, на противоположных поверхност х которой размещены жестко соединенные с ней слои металла с одинаковыми термическими коэффициентами линейного расширени , величина которых больше величины термического коэффициента линейного расширени металла пластины, ра-сположенные на противоположных поверхност х теплопроводного термокомпенсирующего основани и герметично соединенные с ними посредством сло теплопроводного герме- гика между.ними, многослойные печатные платы со сквозными отверсти ми, в которых размещены колонки из теплопроводного материала заподлицо с поверхност ми многослойных печатных плат и с обеспечением теплового контакта их со сло ми металла теплопроводного термокомпенсирующего основани , и эле- ктрорадиоэлемекты, установленные на колонках многослойных печатных плат с обеспечением теплового контакта с колонками , отличающа с тем, что, с целью повышени надежности и технологичности конструкции, в сло х металла теплопроводного термокомпенсирующего основани выполнены взаимопересекающиес продольные и поперечные открытые в сторону многослойных печатных плат пазы, глубина которых не менее 0,75 толщины слоев металла, которые заполнены теплопроводным компаундом , а в качестве теплопроводного герметика и теплопроводного материала колонок многослойных печатных плат использован теплопроводный компаунд пака , формирование колонок из теплопроводного материала в сквозных отверсти х многослойных печатных плат и установку на колонках многослойных печатных плат электрорадиоэлементов, о т - личающийс тем, что, с целью повышени надежности и упрощени нологии, после нанесени слоев металла на пластину из металла, термический коэффициент линейного расширени которого меньше термических коэффициентов линейного расширени слоев металла , в сло х металла с большими термическими коэффициентами линейного расширени выполн ют взаимопересекающиес продольные и поперечные открытые во внешнюю сторону пазы, глубина которых не менее 0,75 толщины этих

слоев металла, затем на слои металла с большими термическими коэффициентами линейного расширени с пазами устанавливают многослойные печатные платы со сквозными отверсти ми,в качестве теплопроводного герметика и теплопроводного материала колонок используют один и тот же теплопроводный ком-, паунд, а нанесение слоев теплопроводного герметика на внешние поверх

зов слоев металла теплопроводного тер- 30 ности слоев металла с большими термимокомпенсирующего основани ,
2.Плата по п. отличающа с тем, что слои металла теплопроводного термокомпенсирующего основани выполнены в виде листов
3.Способ изготовлени термоком- пенсированной теплопроводной много- f слойной платы, включающий нанесение слоев металла на противоположные поверхности пластины из металла, термический коэффициент лилейного расширени которого меньше термических коэффициентов линейного расширени слоев металла, нанесение слоев теплопроводного герметика на внешние поверхности слоев металла с большими термическими коэффициентами линейного расширени , установку многослойных печатных плат со сквозными отверсти ми и соединение их со сло ми теплопроводного герметическими коэффициентами линейного расширени , соединение многослойных печатных плат со сквозными отверсти ми со сло ми теплопроводного герметика и формирование колонок из теплопроводного материала в сквозных отверсти х многослойных печатных плат осуществл ют после установки многослойных печатных плат на слои металла с пазами одновременно путем заполнени сквозных отверстий многослойных печатных плат и взаимопёресекающихс продольных и поперечных пазов слоев металла с большими термическими коэффициентами линейного расширени одним и тем же теплопроводным компаундом.
4. Способ по п. 3, отличающийс тем, что заполнение теплопроводным компаундом осуществл ют за- ливкой его.

Фиг.1

FT

S

Фиг.З

/

/

-8 -10

Фаг. 2