Термокомпенсована теплопровідна багатошарова плата і спосіб її виготовлення

Изобретение относится к радиоэлектронике. Цель изобретения - П О Б Ы Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при изготовлении термокомпенсированных теплопроводных плат. Цель изобретения - повышение надежности и технологичности конструкции. На фиг, 1 изображено теплопроводное основание; на фиг. 2- термокомпенсированная теплопроводная многоспопная плата перед формованием колонок из теплопроводного материала, разрез; на фи^, 3 - то же, общин вид. Способ осуществляют следуіощим образом. К пластчне 1 из материала с низким термическим коэффициентом линейного расширения (ЇКДР) с двух сторон присоединяют терчокомпенсировашюи сваркой» прессованием или другим методом игение надежности и технологичности конструкции термокомпенсироэанной теп лопроводной многослойной платы. После нанесения слоев металла на пластину в них выполняют взаимопересекающиеся продольные и поперечные открытые во внешнюю сторону пазы, глубина которых не менее 0,7Ь толщины ^тих слоев металла. На них устанавливают многослой ные печатные платы со сквозными отвер стиями. Путем одновременного заполнения сквозных отверстии многослойных печатных плат и продольных и поперечных пазов теплопроводным компаундом форлируют колонки из теплопроводного компаунда. 2 с» и 2 з.п. ф-лы, 3 ил, листы 2 металл^ 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, итобы контактные плошддки микросхем находились по разные стороны от разделительных пазов, Продольные пазы А для сохранения максимальной теплопроводности в поперечном направлении выполняют в минимальном количестве. Для плат размером до 170 х 200 мм достаточно одного продольного паза. Чтобы устранить некоторое рассогласование, в теплопроводном основании, выполняющем функцию термокомпенсирующеи прокладки механических напряжений, возникающих при изменениях температуры из-за разного 1621192 шага продольных и поперечных пазов, направление проката для материала с низким ТКЛР берут вдоль поперечных п а з о в ( а материала с высокой теплопроводностью - вдоль продольных пазов, Формование разделительных лазов 3 и 4 в слоях металла с высокой теплопроводностью резко снижает нагрузку на пластину 1 при изменениях температуры ю и позволяет увеличить толщину теплопроводного металла и, следовательно, эффективность тепдоотвоца*, при этом пазы практически не мешают отводу тепл а , поскольку градиент передачи теп- J5 ла от носителей кристаллов (БК) к ра~ диаторам направлен перпендикулярно к теплоотводяшим ребрам 5 (фиг, 1 ) , По схеме типового технологического процесса изготавливают многослойную^ печатную плату (МІШ) толщиной 0,4 1,5 мм с предварительно сформированными отверстиями 6 в местах расположения НК и собирают пакет по базовым отверстиям 7 т а к , как показано на 25 фиг. 2, где 8, 9 - МП; 1 Э 2 - слои термокомпенсирующего теплопроводного основанияj 10 - пленочный теплопроводный клей, после чего пакет прессуют при высокой температуре и давлении*, ЗО Теплопроводный клей 10 заполняет о т верстия 6 и пазы 3 и 4, одновременно соединяя термококпеисирующее теплопроводное основание с МППа образуя в о т верстиях 6 ТЄПЛООТВОДЯШНЄ КОЛОНКИ 11 35 способствующие интенсивному отводу тепла от НК 12 (фиг, 3) через металл с высокой теплопроводностью 2 и теплоотводящие ребра 5 на оребренные стенки блока 13, 40 • П р и м е р , Изготавливают восьмисложную теплопроводную термокомпенсированную плату размером 170 х 200 мм с монтажем элементной базы на поверхность платы е Собирают пакет из листов 45 анодированного алюминия толщиной 0,3 мм, инвара 0 f 3 мм } препрега СТП-4 в последовательности: алюминиевая пластина - препрег - инвар ~ предрег алюминиевая пластина. Пакет прессуют г« согласно типовому технологическому процессу прессования MKFIj после чего с двух сторон заготовки фрезеруют по восемь поперечных с шагом 20 мм пазов 5доль короткой стороны заготовки и по s s Ьдному продольному пазу по центру з а готовки . Две четырехслойные штаты, изготовленные по типовой технологии с предварительно сформованными отверс тиями диаметром 3 мм, пленочный теплопроводный клей и термоксмпенсируюідуіо теплопроводную прокладку совмещают по базовым отверстиям и собирают т а к , как показано на фиг,2. Собранный пакет прессуют при температуре 120 й С и давлении 0,9-1,5 кг/см^, в результате чего теплопроводный клей вначале р а з мягчается и заполняет переходные отверстия, отверстия под теплоотзодящие столбики в МШ и разгрузочные пазы в Г термокомпенсирующей теплопроводной прокладке, образуя под МПЇЇ герметичный объем с малым тепловым сопротивлением и непосредственным отводом тепла от НК, а затем под воздействием высокой температуры связующее теплопроводного клея полимеризуется и проч7 но соединяет заготовки друг с другом. Время полимеризации 6 ч . Ширина р а з грузочных пазов термокомпенсирующей теплопроводной прокладки 9,6 мм, глубина 0,3 мм. Слои МШ с двух сторон І прокладки соединяют с помощью гибкого кабеля. При изготовлении платы были использованы следующие материалы: стеклоткань прокладочная СТП-4 ТУ 16-503. 2T5-S1j стеклотекстолит СТФ-2,0,23 ТУ 16—503ч161—83; клей пленочный теплопроводный ТПК-69 АУЭО 028021 ТУ-ПУ; сплав АМГ-6,0,3; лента 29НК-МГ-0,092х х100 ГОСТ 14080-78. Использование изобретения позволяет значительно снизить трудоемкость изготовления теплопроводных термокомпенсированных плат за счет исключения операции установки теплоотводявзих столбиков, повысить их надежность за счет снижения механических напряжений в г- ермокомпенсаторе и "улучшить отвод тепла от носителей кристаллов. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1 в Тєрмокомпенсированная теплопроводная многослойная плата 5 содержащая теплопроводное термокомпеисирующее основание, выполненное в виде пластины из металла, на противоположных поверхностях которой размещены жестко с о е диненные с ней слои металла с одинаковыми термическими коэффициентами линейного расширения, величина которых больше величины термического коэффициента линейного расширения металла 'пластины, расположенные па противоположных поверхностях теплопровод 1621192 к а , формирование колонок из теплопроного термокомпенсируюшего основания водного материала в сквозных о т в е р с т и и герметично соединенные с ними посях многослойных печатных плат и у с т а редством слоя теплопроводного герменовку на колонках многослойных печаттика между.ними, многослойные печатные ных плат электрорадиозлементов, о т платы со сквозными отверстиями, в кол и ч а ю щ и й с я тем, ч т о , с целью 'горых размещены колонки из тешюпроповышения надежности и упрощения тех*зодного материала заподлицо с поверхнологии, после нанесения слоев металностями многослойных печатных плат и с обеспечением теплового контакта их JQ ла на пластину из металла, термичессо слоями металла теплопроводного кий коэффициент линейного расширения термокомпєнсирующего основания, ц э л е которого меньше термических коэффициктрорадиоэлементы, установленные на ентов линейного расширения слоев меколонках многослойных печатных плат с талла, в слоях металла с большими т е р обеспечением теплового контакта с к о - 15 мическнми коэффициентами линейного лонками, о т л и ч а ю щ а я с я тем, расширения выполняют взаимопересекаючто, с целью повышения надежности и щіеся продольные и поперечные открытехнологичности конструкции, в слоях тые во внешнюю сторону пазы, глубина металла теплопроводного термокомпенсикоторых не менее 0,75 толицщы этих рующего основания выполнены взапмопе- 20 слоев металла, затем на слои металла ресекающиеся продольные и поперечные с большими термическими коэффициентаоткрытые в сторону многослойных печатми линейного расширения с пазами у с ных плат пазы, глубина которых де метанавливают многослойные печатные планее 0,75 толщ-шы слоев металла, к ототы СО СКВОЗНЫМИ ОТБерСТИЯмИ,Б КАЧЄСТрые заполнены теплопроводным компауп- 25 ье теплопроводного герметика ц теплодом, а в качестве теплопроводного г е р проводного материала колонок используметика и теплопроводного материала я>т один и тот же теплопроводны» кои~. колонок многослойных печатных плат и с иаунд, а нанесение слоев теплопроводпользован теплопроводный компаунд паного герметика на внешние поверхзов слоев металла теплопроводного т е р - 30 ности слоев металла с большими термическими коэффициентами линейного расмокомпенсирующего основания. ширения, соединение многослойных п е 2. Плата по п. 1, о т л и ч а ючатных плат со сквозными отверстиями щ а я с я тем, что спои металла тепсо слоями теплопроводного герметика н лопроводного термокомпеисирующего о с формирование колонок из теплопроводнования выполнены в виде л и с т о в , 35 ного материала в сквозных отверстиях 3. Способ изготовления термокоммногослойных печатных плат осуществляп єн сир о ванной теплппроводили много— J ют после установки многослойных печатслоиной платы, включающий нанесение ных плат на слои металла с пазами одслоев металла на противоположные поновременно путем заполнения сквозных верхности пластины из металла, термиотверстий многослойных печатных плат и ческий коэффициент линейного расширевзаимогїереескающихся продольных и пония которого меньше термических коэфперечных па-эов слоев металла с большифициентов линейного расширения слоев ми термическими коэффициентами линейметалла, нанесение слоев теплопроводного герметика на внешние поверхности 45 ного расширения одним и тем же теилослоев металла с большими термическими проводным компаундом, коэффициентами лилейного расширения, 4» Способ по п . 3» о т л и ч а ю установку многослойных печатных плат щ и й с я тем, что заполнение теплосо сквозными отверстиями и соединение проводным компаундом осуществляют з а их со слоями теплопроводного гермети- 50 дивкой е г о . 1621192 Фаг.1 Фиг 2 шжттштштшмшж Редактор А. Лежнина Составитель А, Попова Техред М.Иикеш КопрєкторМ. Пожо Закаэ 4255 Тираж Подписное ВНИИІШ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб е , д. А/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101