Современная электроника №8/2019

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 8 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2019 Разработка и изготовление микросборок на многослойной керамике Рис. 3. Распределение тепла на AlN размером 18 × 18 мм Рис. 2. Распределение тепла на Al 2 O 3 размером 80 × 80 мм Рис. 1. Принципиальная электрическая схема микросборки Развитие радиоэлектронной промышленности тесно связано с минимизацией изделий и применением высоко интегрированных сборок. Получение максимальной производительности при минимальном занимаемом объёме неизбежно приводит к значительному нагреву электронных компонентов. Данная проблема может быть решена посредством использования подложек с высокой теплопроводностью. Андрей Щербина (Москва) В силовой электронике и микро- электронике используются керамиче- ские подложки, полученные на основе процессов тонких или толстых плёнок. Компанией «ТЕСТПРИБОР» освоены технологии изготовления однослой- ных и многослойных подложек из кера- мики на основе оксида алюминия Al 2 O 3 , нитрида алюминия AlN и оксида берил- лия BeO. Изделия из вышеуказанных материалов характеризуются высокой теплопроводностью, низким коэффи- циентом теплового расширения, низ- кими диэлектрическими потерями и высокой механической прочностью. В качестве примера применения дан- ных технологий рассмотрим процесс разработки корпуса для микросборки, схема которой приведена на рисунке 1. Эта микросборка является частью схе- мы DC/DC-преобразователя напряже- ния. Основное требование, которое предъявлялось к корпусу микросбор- ки, – отвод тепла, выделяемого на поле- вых транзисторах VT2 и VT3, до 4 Вт на каждом. Микросборка должна работать в условиях вакуума. Максимальная тем- пература кристаллов не должна превы- шать +125°С при максимальной допу- стимой температуре окружающей сре- ды +65°С. В экспериментальной схеме, предло- женной разработчиком, использова- лись корпусные транзисторы в корпу- се КТ-94. В микросборке используются кристаллы транзисторов с параметра- ми, приведёнными в таблице 1. Разме- ры кристаллов составляют 5,6 × 5,0 мм и 7,33 × 7,31 мм. Для решения поставленной задачи с учётом возможностей производства наиболее подходящими являются два материала: оксид алюминия с чистотой 99,5% или нитрид алюминия. Параме- тры материалов приведены в таблице 2. Толщина одного слоя керамики после обжига составляет 0,25 мм. Рассмотрим, как отводится тепло от кристалла, установленного на керами- Таблица 1. Параметры полевых транзисторов Наименование U си, В I с , А R си , Ом С 11 , нФ Корпус Размер, мм 2П768П92 400 11 0,42 1,9 КТ-94 11,6 × 16,0 2П768П-5 400 11 0,42 1,9 Кристалл 5,6 × 5,0 2П794В92 400 18 0,2 3,3 КТ-94 11,6 × 16,0 2П794В-5 400 18 0,2 3,3 Кристалл 7,33 × 7,31 Макс: 144 144 136 127 119 110 102 92,9 84,3 75,7 67,1 58,5 49,9 41,4 T, ° C Макс: 80.4 80,4 79,9 79,5 79 78,5 78,1 77,6 77,2 76,7 76,2 75,8 75,3 74,9 T, ° C VT1 VT2 VT3