SU1669020A1 - Способ соединени печатных плат - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электронной технике и может быть использовано при создании гибридных и вакуумных интегральных схем, а также при производстве микроэлектронной аппаратуры. Цель изобретени  - повышение технологичности процесса, точности совмещени  плат и герметичности их соединени  - достигаетс  за счет наложени  плат одной на другую, совмещени  их топологических структур посредством сопр жени  углублений, выполненных в платах, с размещенными в них объемными элементами, прижима плат одной к другой с деформацией объемных элементов и взаимного неразъемного скреплени  плат. 18 ил.

Description

V

fe

Изобретение относитс  к электронной технике и может быть использовано при создании гибридных и вакуумных интегральных схем, а также в производстве микроэлектронной аппаратуры.

Цель изобретени  - повышение технологичности процесса, точности совмещени  плат и герметичности их соединени .

Данный способ включает наложение плат одна на другую, совмещение их топологических структур посредством сопр жени  углублений, выполненных в платах с размещенными в них объемными элементами , прижим плат одна к другой с деформацией объемных элементов и взаимное неразъемное скрепление плат.

На фиг.1 приведена иллюстраци  способа неразъемного соединени  двух пластин , между которыми образован особый (специальный) объем, на фиг 2-6 объемный

элемент, варианты; на фиг. 7-18 соединительное устройство, варианты.

Дл  соединени  по данному способу в пластинах 1 выполнены полости 2 симметричного поперечного сечени , в которых размещают объемные элементы 3 в форме тороидэ Элемент 3 имеет замкнутую в совмещаемых пластинах конфигурацию, адекватную замкнутой ф, ме полости 2. Материалы пластин 1 и элементов 3 выбраны взаимно диффундирующими, поэтому при замкнутой конфигурации полости 1 и элемента 3 образующийс  диффузионный слой не только обеспечивает неразъемную фиксацию положени  пластин 1, но и создает герметизацию специально сформированного внутреннего объема 4. Объемные элементы 3 размещают в полост х 1 таким образом, что их продольные оси симметрии 5 лежат в продольных плоскост х (поверхО

ON Ю О

ho О

ност х) симметрии 6 совмещенных полостей 2.

Полости 2 могут быть выполнены пр моугольного поперечного сечени  с глубиной , превышающей радиус, и шириной, меньшей диаметра объемного элемента 3 (фиг. 7). При размещении в смежных полост х 2 объемных элементов 3 автоматически совмещаютс  положени  продольной оси симметрии 5 каждого элемента 3 с продольной плоскостью симметрии 6 соответствующей полости 2, разделенной зазором 8. Воздействие давлени  Р, ортогонального соедин емым плоскост м, и нагрева вызывает пластическую деформацию периферийных областей элементов 3, уменьшение величины зазора 8 и последующее образование диффузионных слоев в зонах сжати  и контакта соответствующих материалов (фиг.8). Посредством соединительного устройства осуществлена неразъемна  точна  взаимна  фиксаци  пластин 1

Если при неизменности федыдущих соотношений изменить только глубину полостей 2 и выполнить ее меньшей радиуса элемента 3 (фиг.9), это приведет к тому, что элемент 3 под давлением Р будет дополнительно деформирован вдоль верхней и нижней образующихс  (фиг.10). где дополнительно возникнут соответствующие диффузионные слои 7, кроме диффузионных слоев в окрестност х зазора 8.

Полости 2 V-образного поперечного сечени  в каждой пластине (фиг.11) обеспечивают их совмещение и после воздействи  нагрева и давлени  Р точную неразъемную фиксацию посредством диффузионных слоев 7, образующихс  в зонах пластической деформации объемного элемента 3 (фиг. 12), при этом величина зазора 8 может быть сведена к нулю.

Комбинаци  смежных полостей 2 различных по форме поперечных сечений, например (фиг.13) пр моугольного и V-образного, обеспечивает совмещение пластин 1 и их точную неразъемную фиксацию без зазора 8 посредством диффузионных слоев 7 (фиг.14), образующихс  после воздействи  нагрева и давлени  Р.

Полости 2 в соедин емых пластинах 1 могут быть выполнены также сквозными (фиг. 17 и 18). В этом случае этапы совмещени  пластин и их фиксации аналогичны описанным на фиг. 7 и 8.

Предлагаемый способ можно примен ть также в случа х, если дл  материала одной или обеих пластин трудно подобрать подход щий материал объемного элемента (по пластичности, диффузионной активности ). Тогда используют материал дополнительного тонкого сло  9(фиг.15), нанесенного на поверхности полостей 2 и прилежащих поверхностей. Слой 9 должен обладать хорошей адгезией с материалами обеих пластин 1 и диффузионной активностью по отношению к материалу элемента 3 и к материалам пластин 1 (фиг, 16).

Способ осуществл етс  следующим образом ,

0 Очищают поверхности совмещаемых полостей 2 пластин 1 и объемных элементов 3 от загр знений и окислов, примен   вначале химическую обработку (например, обезжиривание четыреххлористым углеро5 дом), а затем вакуумную очистку при одновременном нагреве соедин емых компонентов. Перед вакуумной очисткой соедин емые компоненты размещают в вакуумной сварочной камере. Нижнюю

0 пластину 1 размещают в приспособлении дл  установки деталей таким образом, что ее полости 2 обращены вверх, а поверхность , смежна  с другой пластиной, расположена горизонтально. Объемные элементы

5 3 размещают в соответствующих полост х данной пластины, например, с помощью микроманипул тора. Совмещают слепым способом верхнюю пластину 1 с нижней пластиной совмещением ее полостей и вы0 ступающими над поверхностью част ми объемных элементов 3 в следующей, например , последовательности. Взаимно ориентируют соедин емые пластины 1 по внешнему контуру и сближают их смежны5 ми поверхност ми. Задав угол взаимного наклона пластин в несколько градусов, совмещают полость 2 верхней пластины с частью объемного элемента 3, выступающей из полости нижней пластины. Измен   в

0 малом диапазоне положение верхней пластины вдоль продольной оси элемента 3, по которому произведено начальное совмещение пластин, провод т полное совмещение по всем элементам 3, о чем свидетельствует

5 однородный зазор между смежными поверхност ми пластин и исчезновение при этом возможности их перемещений (колебаний) в плоскости. В сварочной камере создают вакуум пор дка 0,,7 от температуры плав0 лени  самого легкоплавкого материала в системе (обычно это объемные элементы 3). При этом происходит вакуумна  очистка контактирующих поверхностей пластин 1 и объемных элементов, Поддержива  неиз5 менной температуру нагрева Тн, прикладывают сжимающее усилие Р, направленное ортогонально их смежным поверхност м. Благодар  этому получают заданную величину зазора 8 между пластинами за счет пластической деформации объемных элементов 3. Величина этого зазора в случае использовани  полостей 2 пр моугольного сечени  зависит от соотношени  диаметра элемента 3 и ширины-глубины полости 2, т.е. от соотношени  площади сечени  объ- емных элементов 50.э. и суммарной площади сечени  соответствующих смежных полостей Sn, которые устанавливаютс  путем несложного расчета и корректируютс  экспериментально. При использовании по- лостей V-образного сечени  пластины 1 мо- гутбыть соединены практически без зазора, что достигаетс  при S0 э. Sn.

Claims (1)

1. Делают временную выдержку конструкции при заданных Р и Т, при которой про- исходит процесс взаимной диффузии материалов пластин 1 и объемных элементов 3, в результате чего осуществл етс  неразъемное точное соединение компонентов. Отключают нагрев и охлаж- дают изделие без сн ти  давлени  Р с соедин емых пластин. Выгружают из сварочной установки изделие с полученным неразъемным соединением его частей. Формула изобретени  Способ соединени  печатных плат, включающий наложение плат одна на другую , совмещение их топологических структур посредством сопр жени  углублений, выполненных в платах, с размещенными в них объемными элементами, прижим плат одна к другой с деформацией объемных элементов и взаимное неразъемное скрепление плат, отличающийс  тем, что, с целью повышени  технологичности процесса , точности совмещени  плат и герметичности их соединени , стенки полостей в платах и соединительные элементы выполнены из взаимно диффундирующих материалов , при этом полости выполнены в виде замкнутых канавок, а объемные элементы - в виде торов.

   /

   Фиг.1

   Фиг. I

   Фиг 4

   Фиг.З

   Фиг.5

   Риг.9

   Фие.6

   в

   Риг. 10

   1 2 3 в

   Фиг. 13

   1 2 9

   7 7

   Фиг.18