Задачи ОКР: разработка новых технологий:

базовая технология сборки силовых диодно-транзисторных модулей в малогабаритных металлокерамических корпусах поверхностного монтажа;

технология изготовления металлокерамических корпусов силовых модулей, пригодных для поверхностного монтажа на алюминиевые платы силовых блоков вторичных источников питания высокой плотности упаковки;

технология сборки силовых многокристальных диодно-транзисторных модулей для вторичных источников электропитания с частотами преобразования свыше 500кГц;

технология сборки силовых многокристальных диодно-транзисторных модулей для вторичных источников электропитания с частотами преобразования свыше 1МГц;

технология сборки силовых многокристальных диодно-транзисторных модулей, обеспечивающая рабочую частоту 1МГц и выше для силовых модулей: сборки диодные Шоттки и сборки МОП-транзисторов.

ОКР «Кремень» ОКР «Кремень» 1 этап 1 этап

Предъявляемые материалы:

Технический проект эскизная ТД на технологии

изготовления и сборки силовых модулей

пояснительная записка Макетные образцы силовых

модулей

Основные результаты: Разработана эскизная

технологическая документация на технологические процессы

Разработана конструкторская документация и маршруты изготовления макетных образцов в вариантах исполнения с рабочими частотами 500кГц и 1МГц

Изготовлен комплект макетных образцов силовых модулей

Традиционная сборка модулейТрадиционная сборка модулей

1-керамическая плата

2-металлизация (Cu)

3-кристаллы MOSFET-транзисторов

4-проволочные (Al) перемычки

5-гибридный драйвер управления

6-внешние штырьковые выводы

7-радиатор

Недостатки традиционной технологии:

конструкция не пригодна для поверхностного монтажа на современную алюминиевую печатную плату, являющуюся одновременно теплоотводом;

используемая Al2O3 подложка имеет недостаточно высокую теплопроводность (3÷5Вт/м·°К) и вносит значительное тепловое сопротивление.

внутрисхемные соединения осуществлены с помощью разварки проволочными перемычками, создающими паразитные индуктивности, влияющие на динамику работы ключевой схемы, привносящие потери мощности, а также высокую трудоемкость сборочных операций.

1

12

3

4

5 7

6

3

3

4

5

2

7

2

Технология встроенного кристаллаТехнология встроенного кристаллас ультразвуковой разваркой выводовс ультразвуковой разваркой выводов

1-базовая подложка из нитрида

алюминия (поликора) толщиной

0,5мм

2-кристаллы MOSFET транзисторов

3-кристалл драйвера управления

транзисторами

4-вставки из термокомпенсирующего

сплава MoCu

5- вставки из меди для формирования

внешних выводов модуля

6-металлизация вакуумным напылением

7-выводные накладки для

поверхностного монтажа модулей

на печатные платы

радиоэлектронных устройств.

Технология встроенного кристаллаТехнология встроенного кристаллас тонкопленочной разводкойс тонкопленочной разводкой

Исключены проволочные соединения

После спаивания конструкции по предыдущему

варианту введено диэлектрическое покрытие (9)

верхней стороны подложки с встроенными

планаризованными кристаллами транзисторов и

драйверов. В качестве материала диэлектрического

покрытия используется фоточувствительный лак

ФПТ 1-40 разработки Института

высокомолекулярных соединений РАН г.Санкт-

Петербург. Лак ФПТ-40 является

полифункциональным материалом, позволяющим

создавать рельефные электроизоляционные,

защитные, термостойкие покрытия.

Диэлектрическое покрытие имеет вскрытые «окна»

в местах расположения контактных площадок

кристаллов и внешних выводов модуля.

Создание соединений (10) осуществляется

групповым методом напыления проводящей

тонкопленочной структуры через свободные маски с

последующим гальваническим наращиванием

необходимой толщины для обеспечения коммутации

необходимых токов.

Макетные образцы силовых модулейМакетные образцы силовых модулей

Макетные образцы силовых Макетные образцы силовых модулей:модулей:

сборка диодная выпрямительная сборка диодная выпрямительная

Конструкция модуля с ультразвуковой разваркой выводовСборка диодная –

мостовая однофазная

Конструкция модуля с тонкопленочной разводкой

Макетные образцы силовых Макетные образцы силовых модулей:модулей:

сборка МОП-транзисторов сборка МОП-транзисторов

Конструкция модуля с ультразвуковой разваркой выводовСборка МОП-

транзисторов – одиночная с драйвером

Конструкция модуля с тонкопленочной разводкой

Макетные образцы силовых Макетные образцы силовых модулей:модулей:

сборка диодная Шоттки сборка диодная Шоттки

Конструкция модуля с ультразвуковой разваркой выводовСборка диодная

Шоттки

Конструкция модуля с тонкопленочной разводкой

Анализ конструкций с встроенным и Анализ конструкций с встроенным и проволочным вариантом проволочным вариантом

Встроенный силовой модуль

Измерение переключающих сигналов переходных процессов

Модуль с проводной связью

Перенапряжение 70ВПеренапряжение 34В

t (1µc/дел) t (1µc/дел)

Анализ конструкций с встроенным и Анализ конструкций с встроенным и проволочным вариантом проволочным вариантом

Измерение паразитных L, C параметров

Анализ рынка Анализ рынка

Структура рынка

Основные потребители:

ОАО «НПП «ЭлТом»ОАО «Авангард»ООО «Александер Электрик»АОЗТ «ММП-Ирбис»НПФ «Сфера СМ»ОКБ «Титан»ОАО «Ратеп»ОАО «НИИП»

Емкость рынкана сегодняшний день

45-85тыс. шт в год

Подготовка и освоение серийного Подготовка и освоение серийного производствапроизводства

ВСЕГО:155 млн руб.

Представление продукции на рынке

май 2014г.

Подготовка, оснащение и освоение серийного

производства 100 млн руб

сентябрь 2012г.-декабрь 2013г.

Выполнение ОКР «Кремень»- 55 млн руб.

август 2011г.-май 2013г.