П.А. Тушнов – гл. технолог,  ПАО «Радиофизика» (Москва); 

преподаватель, кафедра «Проектирование сложных технических систем»,  Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)

E-mail: p.tushnov@gmail.com

А.В. Невокшенов – начальник отделения, 

ПАО «Радиофизика» (Москва)

E-mail: nevokshenov.a@radiofizika.com, ahagar@yandex.ru

А.В. Казаков – зам. начальника отдела, 

ПАО «Радиофизика» (Москва)

А.В. Голубев – технолог, 

ПАО «Радиофизика» (Москва)

Постановка проблемы. Благодаря своей технологичности многокристальные модули (МКМ) находят широкое применение в радиолокационной СВЧ-технике, например, в составе многоканальных приемопередающих модулей (ППМ) активных фазированных решеток (АФАР).

Цель. Предложить варианты конструкции МКМ, в которых многослойная LTCC-плата смонтирована на металлическом основании и снабжена элементами, обеспечивающими экранирование и герметизацию объема с установленными МИС, и исследовать их свойства.

Результаты. Разработан конструкторско-технологический метод создания герметичных корпусов многокристальных СВЧмикромодулей для интегральных функциональных устройств ППМ АФАР. Рассмотрены примеры конструкций МКМ, выполненных на базе технологии низкотемпературной совместно обжигаемой керамики (Low Temperature Co-Fired Ceramic, LTCC), реализованные в ПАО «Радиофизика». Представлены результаты исследования тепловых свойств корпусов LTCC. Приведены расчеты стационарного температурного поля корпуса с верификацией натурным экспериментом, а также результаты экспериментов, проводимых в процессе технологической подготовки серийного изготовления партии ППМ Х-диапазона.

Практическая значимость. Определено значение коэффициента теплопроводности многослойной керамической стенки и значения теплового сопротивления кристалл–корпус для исследованных корпусов. Дана оценка применимости корпусов для различных интервалов значений мощности, отводимой в тепло. Эксперименты, проведенные в процессе технологической подготовки серийного изготовления партии ППМ Х-диапазона, подтвердили результаты численного моделирования. Проведенные эксперименты и численное моделирование позволяют устанавливать допустимые пределы мощности, рассеиваемой в тепло.

1. Хохлун А., Бейль В. Некоторые особенности технологии производства современных многокристальных микросборок и «систем в корпусе» типа МКМ-К // Информационный бюллетень ЗАО «Предприятие ОСТЕК». 2011. № 5. С. 4−8.
2. Пат. РФ № 2680161. Способ тестирования гибридных интегральных схем (ГИС) / Тушнов П.А., Невокшенов А.В., Посаднев А.Ю., Бородина Е.А., Кошелев С.В., Казаков А.В., Голубев А.В.
3. Пат. РФ № 128791. Приемопередающий модуль активной фазированной решетки / Бердыев В.С., Доминюк Я.В., Левитан Б.А., Молчанов Е.Г., Очков Д.С., Радченко В.П., Сударенко А.А., Топчиев С.А., Тушнов П.А., Формальнов И.С., Ярчак И.А., Шаров А.И. Терещенко Ю.Г.
4. Пат. РФ № 2576666. Способ монтажа мощного полупроводникового элемента / Левитан Б.А., Кузин А.А., Топчиев С.А., Радченко В.П., Доминюк Я.В., Тушнов П.А., Бердыев В.С., Колюшев А.В., Митрофанов М.М., Костин Д.Ю., Астафьев А.А.
5. Пат. РФ № 2584006. Усилительный блок / Тушнов П.А.
6. Тушнов П.А. Технологическая реконструкция для создания нового поколения РЛС с АФАР // В кн. «Технологии радиолокации. К 55-летию ПАО «Радиофизика». М.: Вече. 2015. С. 494−512.
7. Тушнов П.А., Невокшенов А.В., Казаков А.В., Голубев А.В. Методика отработки технологического процесса изготовления СВЧ-модулей на основе многослойной LTCC-структуры и апробация на опытной партии // Радиотехника. 2016. № 10. С. 52−62.
8. Бондарь Д. Пластмассовые корпуса с открытой полостью для цифровой и СВЧ электроники // Компоненты и технологии. 2016. № 11. С. 137−144.
9. Бондарь Д. Металлические и композитные теплопроводящие материалы для мощных полупроводниковых корпусов // Компоненты и технологии. 2014. № 12. С. 155−160.
10. Чигиринский С., Черных В. Возможности LTCC-технологии для уменьшения теплового сопротивления мощных высоконадежных КИМП // Силовая электроника. 2012. № 5.С. 12−16.
11. Дульнев Г.Н., Семяшкин Э.М. Теплообмен в радиоэлектронных аппаратах // Л.: Энергия. 1968.
12. Golonka L.J. Technology and applications of Low Temperature Cofired Ceramic // Bulletin of the Polish Academy of Sciences Technical Sciences. 2006. V. 54. № 2. P. 221−231.
13. Welker Р.T., Gunschmann S., Gutzeit N., Muller J. Design, Fabrication and Characterization of Heat Spreaders in Low-Temperature Co-Fired Ceramic (LTCC) utilizing Thick Silver Tape in the Co-Fired Process // Journal of Ceramic Science and Technology. 2015. V. 6. № 4. P. 301−304.