专利名称：煤矿井下电子设备用的多芯片封装模块的制作方法
技术领域：
煤矿井下电子设备用的多芯片封装模块
技术领域：
本实用新型涉及爆炸性气体环境用电子设备，特别涉及一种煤矿井下电子设备用 的多芯片封装模块(Multi-Chip Module—MCM)。
背景技术：
由于当前的中央处理器(CPU)、数字信号处理器(DSP)、存储器(FLASH、SRAM、 DRAM)、专用集成电路(ASIC)、逻辑电路等元器件均已经向小型化趋势发展，因此其散热由 于空间狭小变得更加困难，若将市售常规的CPU、DSP、存储器、ASIC、逻辑电路等元器件直接 使用在煤矿井下电子设备中，由于其在工作时将产生大量的热量，如果散热性能不好将无 法满足《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备(GB 3836-2000)》工作环 境温度范围的规定。虽然目前定制的系统级封装(system in package-SIP)技术可以满 足《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备(GB3836-2000)》工作环境温度 范围的规定，但是存在成本高、制作周期长、制作工艺复杂等缺点。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种可以直接将市售普通的电子元器件，直接安装在 煤矿井下电子设备中，可以保证其散热性能好，且能够满足爆炸性环境用防爆电气设备本 质安全标准的多芯片封装模块。本实用新型是通过以下的技术方案来实现的一种煤矿井下电子设备用的多芯片 封装模块，包括一块电路板、若干元器件和金属壳体，所述若干元器件分别焊接装配在电路 板上，整个电路板装入金属壳体，所述的多芯片封装模块还包括若干导热块，所述导热块安 装在各元器件和金属壳体之间，并分别与各元器件和金属壳体紧密接触，整个电路板包括 装配在电路板上的所有元器件以及导热块均用树脂封装在金属壳体内，电路板的引脚伸出 金属壳体之外。所述电路板为单层或多层的阻燃型环氧玻纤布覆铜板。所述树脂封装是采用树脂灌封、AB胶灌封、电子灌封胶灌封，或者是集成电路专用 封装树脂热压成型。所述引脚采用电路板连接器，或者是集成电路专用引脚。所述金属壳体是采用不锈钢、碳钢或者轻金属制成。所述树脂其极限耐热值至少为_40°C 80°C。所述金属壳体使用轻金属时，按外壳质量百分比，铝、钛、镁的总含量不大于15%， 并且钛、镁的总含量不大于8%。本实用新型的优点在于采用本实用新型所述的结构封装后，由于经过导热块、 树脂以及金属外壳体的整体散热方式，可以将各发热元器件的热量，迅速传递到壳体表 面，其散热性能可以符合《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备(GB 3836-2000)》工作环境温度范围的规定；并且可以根据设计需要选择不同规格型号的常用市售元器件，使设计更具灵活性，可满足不同性能的设计要求，具有成本低的特点；而且由 于可以采用常用市售元器件，其制作工艺均可以采用常规电子制作工艺，不需要委托专业 测封厂家，具有制作方便、设计周期短和节省成本的特点。
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。图1是本实用新型的多芯片封装模块的内部结构示意图。图2是本实用新型的多芯片封装模块剖面结构示意图。图3是本实用新型的多芯片封装模块外观图。
具体实施方式请参阅图1、图2和图3，是本实用新型的一种煤矿井下电子设备用的多芯片封装 模块的内部结构示意图、剖面图和外观图，包括电路板1、中央处理器(CPU)2、数字信号处 理器(DSP)3、存储器(FLASH、SRAM、DRAM) 4、电源管理芯片(LDO、DC-DC) 5、专用集成电路 (ASIC)6、逻辑电路7、电容8、电感9、电阻10、引脚11等，上述各元器件分别焊接装配在电 路板1上，整个电路板1装入金属壳体12，各元器件和金属壳体12之间安装导热块14，并与 各元器件和金属壳体12紧密接触，整个电路板1包括装配在电路板1上的所有元器件以及 导热块14均用树脂13封装在金属壳体12内，电路板1的引脚11伸出金属壳体12之外。 由于导热块14置于发热器件(如CPU)与金属壳体12之间，两面分别并紧贴在CPU和金属 壳体12上，起到导热的作用，其优点在于当内置的发热器件(如CPU)产生的热量，可以顺 利通过树脂和导热块传导到金属壳体，金属壳体可以达到三维向空气散热的效果，可以达 到《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备(GB3836-2000)》工作环境温度 范围的安全要求。其中，所述多层电路板1为阻燃型环氧玻纤布覆铜板，可以是单层、也可以是多 层；所述的CPU为市售常规中央处理器，可根据设计需要选择规格型号和封装形式；所述的 DSP为市售常规数字信号处理器，可根据设计需要选择规格型号和封装形式；所述的存储 器为市售常规FLASH、SRAM、DRAM等，可根据设计需要选择存储器规格型号和封装形式；所 述的电源管理芯片为市售常规LDO、DC-DC等，可根据设计需要选择规格型号和封装形式； 所述的ASIC为市售常规专用集成电路，可根据设计需要选择存储器规格型号和封装形式； 所述的逻辑电路为市售常规逻辑电路，可根据设计需要选择存储器规格型号和封装形式； 所述的电容为市售常规电容器，可根据设计需要选择规格型号和封装形式；所述的电感为 市售常规电感器，可根据设计需要选择电感规格型号和封装形式；所述的电阻市售常规电 阻器，可根据设计需要选择电阻规格型号和封装形式；所述的树脂封装可以是环氧树脂灌 封、也可以是AB胶灌封、也可以是电子灌封胶灌封、也可以是集成电路专用封装树脂热压 成型，所述的树脂，其极限耐热值至少为-40°C -80°C ；所述的引脚可以是电路板连接器，也 可以是集成电路专用引脚；所述的金属壳体可以是不锈钢、也可以是碳钢、也可以是轻金 属；所述的金属壳体使用轻金属时，按外壳质量百分比，铝、钛、镁的总含量不大于15%，并 且钛、镁的总含量不大于8%。采用本实用新型所述的结构封装后，由于经过导热块、树脂以及金属外壳体的整
4体散热方式，可以将各发热元器件的热量，迅速传递到壳体表面，其散热性能可以符合《爆 炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备(GB 3836-2000)》工作环境温度范围 的规定。
权利要求1.一种煤矿井下电子设备用的多芯片封装模块，包括一块电路板、若干元器件和金属 壳体，所述若干元器件分别焊接装配在电路板上，整个电路板装入金属壳体，所述的多芯片 封装模块还包括若干导热块，所述导热块安装在各元器件和金属壳体之间，并分别与各元 器件和金属壳体紧密接触，整个电路板包括装配在电路板上的所有元器件以及导热块均用 树脂封装在金属壳体内，电路板的引脚伸出金属壳体之外。
2.根据权利要求1所述的多芯片封装模块，其特征在于所述电路板为单层或多层的 阻燃型环氧玻纤布覆铜板。
3.根据权利要求1所述的多芯片封装模块，其特征在于所述的树脂封装是采用树脂 灌封、AB胶灌封、电子灌封胶灌封，或者是集成电路专用封装树脂热压成型。
4.根据权利要求1所述的多芯片封装模块，其特征在于所述的引脚采用电路板连接 器，或者是集成电路专用引脚。
5.根据权利要求1所述的多芯片封装模块，其特征在于所述的金属壳体是采用不锈 钢、碳钢制成。
专利摘要本实用新型涉及爆炸性气体环境用电子设备，特别涉及一种煤矿井下电子设备用的多芯片封装模块，包括一块多层电路板、若干中央处理器、若干数字信号处理器、若干存储器、若干电源管理芯片、若干专用集成电路、若干逻辑电路、若干电容、若干电感、若干电阻、若干引脚、若干导热块和一个金属壳体等等。本实用新型所述的多芯片封装模块，其安全性能符合《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备(GB 3836-2000)》要求，具有高安全性、高可靠性、三维传热能力和低成本、便于制造等特点。
文档编号H05K7/20GK201820753SQ20102026307
公开日2011年5月4日 申请日期2010年7月19日 优先权日2010年7月19日
发明者林晓 申请人:福州华虹智能科技开发有限公司