[实用新型]一种高密度系统集成计算机模块抗辐照封装结构

说明书

技术领域：

本实用新型属于微电子组装封装工艺领域，具体涉及一种采用抗辐照屏蔽材料与外壳进行一体化组装的抗辐照封装结构。

背景技术：

在半导体制造过程中采用SOI工艺加固和抗辐照设计加固等方法，研制抗辐射加固器件。80年代初，国外研究人员开始重视CMOS器件的抗辐射封装加固技术研究，进行了抗辐射封装加固技术试验，证明封装加固技术对于屏蔽中子和γ射线较困难，但对于屏蔽空间环境的高能电子和质子相对有效。尤其对Van Allen辐射带的电子和质子来说，屏蔽效果显著。基于混合集成技术的系统集成模块由于技术较为新颖，在空间电子系统的应用方面还没有采用相关防护措施。

随着空间技术的迅猛发展，抗辐射封装加固技术研究也逐渐得到重视。抗辐射封装加固技术的核心是将芯片与空间辐射环境进行适当的屏蔽和物理隔离，是一种扩展半导体器件使用寿命的直接而有效的途径。试验证明，抗辐射封装加固技术对于屏蔽空间环境的高能电子和质子比较有效，尤其对于Van Allen辐射带的电子和质子来说，屏蔽效果显著。本实用新型是提高空间电子系统中使用的系统集成计算机模块的抗辐射封装加固能力，解决其空间工程化应用的问题。

通常，钨的线膨胀系数为4.5×10^-6/℃，小于可伐材料的线膨胀系数6.5×10^-6/℃，为了提高钨的线膨胀系数，需要进行钨渗铜处理。采用粉末冶金冲压工艺，选择纯度大于99％的钨粉，钨粉粉末直径为2～5微米。制造钨金属多孔材料，然后做渗铜处理，通过调整钨铜的比例，使最终形成的钨铜材料与可伐材料形成良好的线膨胀系数匹配。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提出一种新型的种高密度系统集成计算机模块抗辐照封装结构，包括可伐框架和盖板，所述可伐框架为钨铜底板与可伐框焊接在一起的复合可伐框；所述盖板是可伐盖板与钨铜盖板熔封焊接在一起的复合盖板。所述复合可伐盖板为四周低中间高的台阶形状。所述钨铜盖板镀有镍层后可伐盖板焊接在一起。

本实用新型的有益效果是：

采用多层材料复合的上盖板和底板，将钨铜、可伐材料设计到MCM(多芯片组件)模块的封装结构中，采用真空钎焊工艺，在真空钎焊炉中，进行钨铜板与可伐框架和盖板的叠层钎焊，组成高Z值(原子序数高)材料和低Z值(原子序数低)材料的叠层组合结构，形成IC芯片与空间辐射环境的屏蔽和物理隔离，从而有效地屏蔽辐射。

附图说明：

图1是一体化可伐框架外形图。

图2是钨铜盖板外形图。

图3是可伐盖板外形图。

图4钨铜底板外形图。

图5可伐框外形图。

图中1.散热片，2.螺纹孔，3.插座槽。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型做详细描述。

实际设计的一体化可伐框架外形如下图1所示，模块尺寸为：73mm×53mm。

可伐盖板与配套的钨铜盖板设计图及尺寸见图2，3，可伐盖板为四周低中间高的台阶形状，按照MCM模块上侧可伐框的外形尺寸，设计为52.9mm×72.9mm，中间厚度0.4mm，四周封焊环厚度为0.15mm，要求平面度为0.05mm，表面镀镍2μm。

钨铜盖板外形尺寸设计为68.7mm×48.7mm，厚度0.5mm，要求平面度为0.05mm，表面镀镍2μm，应用熔封工艺直接与可伐盖板焊接在一起，形成复合盖板。

可伐框与配套的钨铜底板设计图见图4，5，钨铜底板厚度为0.5mm，表面镀镍2μm，钨铜底板通过钎焊工艺焊接在可伐框的背面，形成复合可伐框。

模块组装调试完成后采用平行缝焊工艺将复合上盖板(钨铜盖板与可伐盖板焊接在一起称为复合上盖板)焊接在复合可伐框(钨铜底板与可伐框焊接在一起称为复合可伐框)上。