RU2778034C1

RU2778034C1 - Space micromodule

Info

Publication number: RU2778034C1
Application number: RU2021116124A
Authority: RU
Inventors: Андрей Александрович Жуков; Григорий Георгиевич Трофимов
Filing date: 2021-06-03
Publication date: 2022-08-12

Abstract

FIELD: cosmonautics.

SUBSTANCE: invention relates to space microelectronic apparatus and can be used as part of the onboard and ground-based equipment of high-density installation space vehicles. Proposed is a micromodule including a body with a cover, a base, N alternating switching boards containing through metallised holes, switching metal layers in the form of microstrip lines, and dielectric layers, with unpackaged chips installed thereon, electrically connected to each thereof, with spaces between the boards filled with a compound. In the proposed micromodule, on the side not occupied by the switching layers, blind holes for the installation of unpackaged chips and through holes for switching the board with the unpackaged chips after the formation of the switching layers are located consecutively, wherein the depth of the blind holes is selected from the ratio H≤h+a, where H is the thickness of the unpackaged chips, mcm; h is the depth of a blind hole, mcm; a is the thickness of the adhesive after the unpackaged chip is installed and cured, mcm.

EFFECT: creation of a manufacturable space micromodule with reduced weight and size characteristics, intended for operation as part of the onboard equipment in a wide temperature range with a prolonged operating life.

8 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к микроэлектронным приборам космического назначения, состоящих из нескольких полупроводниковых компонентов на твердом теле (активных кристаллов) или конструктивных элементов (пассивных чип-компонентов), сформированных внутри одной несущей подложки и сгруппированных в единую сборку и может быть использовано в составе бортовой и наземной аппаратуры космических аппаратов с высокоплотным монтажом.The invention relates to microelectronic space devices, consisting of several semiconductor components on a solid state (active crystals) or structural elements (passive chip components) formed inside a single carrier substrate and grouped into a single assembly and can be used as part of onboard and ground equipment spacecraft with high-density mounting.

Из уровня техники известно техническое решение (RU 2 659 726. Опубл. 03.07.2018. Бюл. №19 [1]), относящееся к микромодулям, содержащим бескорпусные активные кристаллы. Согласно известному техническому решению микромодуль включает в свой состав гибкую плату, снабженную металлизированными межслойными переходными отверстиями, и смонтированные на ней кристаллы бескорпусных больших интегральных схем с выступами. Припойные выступы на обратной стороне платы служат выводами микромодуля, которые затем могут быть распаяны на следующий уровень.A technical solution is known from the prior art (RU 2 659 726. Published on 03.07.2018. Bull. No. 19 [1]) related to micromodules containing unpackaged active crystals. According to the well-known technical solution, the micromodule includes a flexible board equipped with metallized interlayer vias, and chips of unpackaged large integrated circuits with protrusions mounted on it. The solder tabs on the back of the board serve as micromodule pins, which can then be soldered to the next level.

К недостаткам известного технического решения относятся значительные массогабаритные характеристики, низкая технологичность при изготовлении и низкая эффективность при эксплуатации бортовой аппаратуры в космическом пространстве, содержащей микромодули, из-за разнородности используемых конструкционных материалов.The disadvantages of the known technical solution include significant weight and size characteristics, low manufacturability and low efficiency in the operation of onboard equipment in outer space, containing micromodules, due to the heterogeneity of the structural materials used.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является техническое решение известное из (Design and Assembly Process Implementation for BGAs. IPC-7095 B. 2008. Рис. 4.12 - 4.17 [2]). Согласно известному техническому решению кристаллы устанавливаются друг над другом с применением прокладок, благодаря чему увеличивается плотность монтажа.The closest in technical essence and achieved effect is the technical solution known from (Design and Assembly Process Implementation for BGAs. IPC-7095 B. 2008. Fig. 4.12 - 4.17 [2]). According to the well-known technical solution, the crystals are installed one above the other using gaskets, thereby increasing the mounting density.

К недостаткам известного технического решения относятся значительные массогабаритные характеристики, низкая технологичность при изготовлении и низкая эффективность при эксплуатации в космическом пространстве бортовой аппаратуры, содержащей микромодули, из-за разнородности используемых конструкционных материалов.The disadvantages of the known technical solution include significant weight and size characteristics, low manufacturability and low efficiency in the operation of on-board equipment containing micromodules in outer space due to the heterogeneity of the structural materials used.

Заявляемое в качестве изобретения техническое решение - «Микромодуль космического назначения» направлено на уменьшение массогабаритных характеристик, повышение технологичности конструкции, как следствие, эффективности и срока активного существования (САС) бортовой аппаратуры, содержащей микромодули, при ее эксплуатации в космическом пространстве в широком диапазоне температур [5].The technical solution claimed as an invention - "Micromodule for space purposes" is aimed at reducing the weight and size characteristics, increasing the manufacturability of the design, as a result, the efficiency and active life (SAS) of onboard equipment containing micromodules during its operation in outer space in a wide temperature range [ 5].

Указанный результат достигается тем, что микромодуль, включающий в свой состав корпус с крышкой, основание, N чередующихся коммутационных плат, содержащих сквозные металлизированные отверстия, коммутационные металлические слои виде микрополосковых линий и диэлектрические слои, с установленными на них, электрически соединенными с каждой из них, бескорпусными кристаллами, с заливкой компаундом пространств между платами. При этом со стороны, не занятой коммутационными слоями, последовательно расположены глухие отверстия для монтажа бескорпусных кристаллов и сквозные отверстия для коммутации платы с бескорпусными кристаллами после формирования коммутационных слоев, при этом глубина глухих отверстий выбирается из соотношенияThis result is achieved by the fact that the micromodule, which includes a case with a cover, a base, N alternating switching boards containing through metallized holes, switching metal layers in the form of microstrip lines and dielectric layers, with installed on them, electrically connected to each of them, unpackaged crystals, with filling the spaces between the boards with a compound. At the same time, from the side not occupied by the switching layers, blind holes for mounting unpackaged crystals and through holes for switching the board with unpackaged crystals after the formation of switching layers are sequentially located, while the depth of the blind holes is selected from the ratio

Н≤h+a,Н≤h+ a ,

где H - толщина бескорпусных кристаллов, мкм,where H is the thickness of unpackaged crystals, microns,

h - глубина глухого отверстия, мкм,h - depth of a blind hole, microns,

а - толщина адгезива после монтажа бескорпусного кристалла и отверждения, мкм. a is the thickness of the adhesive after mounting the unpackaged crystal and curing, µm.

Также, зазор, образованный стенками сквозного отверстия и контактными площадками b, выбирается из соотношенияAlso, the gap formed by the walls of the through hole and pads b is selected from the ratio

b≥d/2, гдеb≥d/2, where

d - зазор, образованный стенками бескорпусного кристалла и глухого отверстия.d is the gap formed by the walls of the unpackaged crystal and the blind hole.

Высота петли сварной микропроволоки l выбирается из соотношенияThe height of the welded microwire loop l is selected from the ratio

l<0,7⋅D, гдеl<0.7⋅D, where

D - диаметр шарика соединения, мкм.D - connection ball diameter, µm.

Расстояние от контактных площадок коммутационного слоя до контактных площадок бескорпусного кристалла выбирается путем исключения температурных искажений геометрии электрических соединений в диапазоне температур от минус 120°С до +120°С.The distance from the contact pads of the switching layer to the contact pads of an unpackaged crystal is selected by eliminating temperature distortions of the geometry of electrical connections in the temperature range from minus 120°C to +120°C.

В качестве материала диэлектрического слоя может быть выбран диэлектрик, толщина и тип которого определяется необходимостью обеспечения волнового сопротивления микрополосковых линий в пределах 50 Ом с допуском ±5%.As the material of the dielectric layer, a dielectric can be chosen, the thickness and type of which is determined by the need to ensure the wave resistance of microstrip lines within 50 Ω with a tolerance of ±5%.

В качестве материала диэлектрического слоя также может быть выбран полипиромеллитимид толщиной 14±2 мкм. Для монтажа активного бескорпусного кристалла по периметру глухого отверстия используют случайно распределенные по площади спейсеры, диаметр которых r выбирают из соотношенияPolypyromellitimide with a thickness of 14±2 µm can also be chosen as the material of the dielectric layer. To mount an active unpackaged crystal along the perimeter of a blind hole, spacers randomly distributed over the area are used, the diameter of which r is chosen from the ratio

r<s, мкм, гдеr<s, µm, where

s - толщина адгезива до монтажа бескорпусного кристалла и отверждения, мкм.s is the thickness of the adhesive before mounting the unpackaged crystal and curing, microns.

Также, в качестве подложки коммутационной платы используют преимущественно высокоомный кремний. В качестве бескорпусных кристаллов используют преимущественно кристаллы на основе монокристаллического кремния. В качестве компаунда выбран полимерный отверждаемый материал с коэффициентом температурного линейного расширения в диапазоне температур от минус 120°С до +120°С, равным коэффициентом температурного линейного расширения монокристаллического кремния.Also, high-resistance silicon is predominantly used as the substrate of the switching board. As unpackaged crystals, crystals based on single-crystal silicon are mainly used. As a compound selected polymeric curable material with a coefficient of thermal linear expansion in the temperature range from minus 120°C to +120°C, equal to the coefficient of linear thermal expansion of single-crystal silicon.

Сущность заявляемого устройства поясняется графическими материалами (фиг.1-4):The essence of the proposed device is illustrated by graphic materials (Fig.1-4):

фиг. 1 - схематично представлен разрез платы микромодуля космического назначения с установленным(и) бескорпусным(и) кристаллом(ами);fig. 1 - schematically shows a section of the board of a micromodule for space purposes with an installed (and) unpackaged (and) crystal (s);

фиг. 2 - схематично представлено поперечное сечение микромодуля космического назначения;fig. 2 - schematically shows the cross-section of the micromodule for space purposes;

фиг. 3 - микрофотография внешнего вида изготовленного образца микромодуля с использованием компаунда, для проведения циклических испытаний;fig. 3 - micrograph of the appearance of the manufactured sample of the micromodule using a compound for cyclic testing;

фиг. 4 - температурно-временная диаграмма одного цикла испытаний.fig. 4 - temperature-time diagram of one test cycle.

На фиг. 1 и фиг. 2 обозначены:In FIG. 1 and FIG. 2 marked:

поз.1 - коммутационная плата;pos.1 - switching board;

поз.2 - бескорпусной кристалл;pos.2 - unpackaged crystal;

поз.3 - глухое отверстие для монтажа бескорпусного кристалла;pos.3 - a blind hole for mounting a frameless crystal;

поз.4 - сквозное отверстие для монтажа бескорпусного кристалла;pos.4 - a through hole for mounting an unpackaged crystal;

поз.5 - контактные площадки бескорпусного кристалла;pos.5 - contact pads of an unpackaged crystal;

поз.6 - петля сварной микропроволоки;pos.6 - welded microwire loop;

поз.7 - контактные площадки коммутационного слоя;pos.7 - contact pads of the switching layer;

поз.8 - спейсер в адгезиве для монтажа бескорпусного кристалла;pos.8 - spacer in adhesive for mounting an unpackaged crystal;

поз.9 - диэлектрический слой - полипиромеллитимид;pos.9 - dielectric layer - polypyromellitimide;

поз.10 - шарик соединения Flip Chip;pos.10 - Flip Chip connection ball;

поз.11 - коммутационный слой;pos.11 - switching layer;

поз.12 - компаунд;pos.12 - compound;

поз.13 - сквозные металлизированные отверстия;pos.13 - through metallized holes;

Н - толщина бескорпусных кристаллов, мкм;H - thickness of unpackaged crystals, microns;

h - глубина глухого отверстия, мкм;h is the depth of the blind hole, µm;

а - толщина адгезива после монтажа бескорпусного кристалла и отверждения, мкм; a is the thickness of the adhesive after mounting the unpackaged crystal and curing, µm;

b - зазор, образованный стенками сквозного отверстия и контактными площадками бескорпусного кристалла;b is the gap formed by the walls of the through hole and the pads of the unpackaged crystal;

d - зазор, образованный стенками бескорпусного кристалла и глухого отверстия;d is the gap formed by the walls of the unpackaged crystal and the blind hole;

l - высота петли сварной микропроволоки, мкм;l is the height of the welded microwire loop, µm;

Осуществление изобретения можно пояснить следующим образом.The implementation of the invention can be explained as follows.

Как и было указано выше отличительными признаками предложенного микромодуля космического назначения являются:As mentioned above, the distinguishing features of the proposed space micromodule are:

- со стороны, не занятой коммутационными слоями, последовательно расположены глухие отверстия для монтажа кристаллов и сквозные отверстия для коммутации платы с бескорпусными кристаллами после формирования коммутационных слоев, при этом глубина глухих отверстий выбирается из соотношения- on the side not occupied by connecting layers, blind holes for mounting crystals and through holes for switching the board with unpackaged crystals after the formation of connecting layers are sequentially located, while the depth of the blind holes is selected from the ratio

Н≤h+a,Н≤h+ a ,

где Η - толщина бескорпусных кристаллов, мкм, h - глубина глухого отверстия, мкм, а - толщина адгезива после отверждения, мкм;where Η is the thickness of unpackaged crystals, µm, h is the depth of a blind hole, µm, and is the thickness of the adhesive after curing, µm;

- зазор, образованный стенками сквозного отверстия и контактными площадками b, выбирается из соотношения- the gap formed by the walls of the through hole and contact pads b is selected from the ratio

b≥d/2,b≥d/2,

где d - зазор, образованный стенками бескорпусного кристалла и глухого отверстия;where d is the gap formed by the walls of the unpackaged crystal and the blind hole;

- высота петли сварной микропроволоки l выбирается из соотношения- the height of the welded microwire loop l is selected from the ratio

l<0,7⋅D,l<0.7⋅D,

где D - диаметр шарика соединения, мкм;where D is the diameter of the connection ball, microns;

- расстояние от контактных площадок коммутационного слоя до контактных площадок бескорпусного кристалла выбирается путем исключения температурных искажений геометрии электрических соединений в диапазоне температур от минус 120°С до +120°С;- the distance from the contact pads of the switching layer to the contact pads of an unpackaged crystal is selected by eliminating temperature distortions of the geometry of electrical connections in the temperature range from minus 120°C to +120°C;

- в качестве материала диэлектрического слоя выбран диэлектрик, толщина и тип которого определяется необходимостью обеспечения волнового сопротивления микрополосковых линий не более 50 Ом с допуском ±5%;- as the material of the dielectric layer, a dielectric is chosen, the thickness and type of which is determined by the need to ensure the wave resistance of microstrip lines is not more than 50 Ohm with a tolerance of ±5%;

- в качестве материала диэлектрического слоя выбран полипиромеллитимид толщиной 14±2 мкм;- polypyromellitimide with a thickness of 14±2 µm was chosen as the material of the dielectric layer;

- для монтажа бескорпусного кристалла по периметру глухого отверстия используют случайно распределенные по площади спейсеры, диаметр которых г выбирают из соотношения- for mounting an unpackaged crystal along the perimeter of a blind hole, spacers randomly distributed over the area are used, the diameter of which r is chosen from the ratio

r<s, мкм,r<s, µm,

где s - толщина адгезива до монтажа бескорпусного кристалла и отверждения, мкм;where s is the thickness of the adhesive before mounting the unpackaged crystal and curing, microns;

- в качестве подложки коммутационной платы используют преимущественно высокоомный кремний;- high-resistance silicon is used as the substrate of the switching board;

- в качестве бескорпусных кристаллов используют преимущественно кристаллы на основе монокристаллического кремния;- as unpackaged crystals, crystals based on single-crystal silicon are mainly used;

- в качестве компаунда выбран полимерный отверждаемый материал с коэффициентом температурного линейного расширения в диапазоне температур от минус 120°С до +120°С равным коэффициентом температурного линейного расширения монокристаллического кремния.- as a compound selected polymeric curable material with a coefficient of thermal linear expansion in the temperature range from minus 120°C to +120°C equal to the coefficient of linear thermal expansion of single-crystal silicon.

Размещение бескорпусных кристаллов на плате со стороны не занятой коммутационными слоями, в последовательно расположенных глухих отверстиях для монтажа бескорпусных кристаллов и сквозных отверстиях для коммутации платы с бескорпусными кристаллами после формирования коммутационных слоев, позволяет уменьшить массогабаритные характеристики микромодуля и увеличивает ударопрочность за счет геометрии расположения инерционной массы. Для достижения данного технического результата выбраны также геометрические параметры микромодуля: глубина глухих отверстий; зазор, образованный стенками сквозного отверстия и контактными площадками; высота петли сварной микропроволоки.Placing unpackaged crystals on the board from the side not occupied by switching layers, in successively located blind holes for mounting unpackaged crystals and through holes for switching the board with unpackaged crystals after the formation of switching layers, makes it possible to reduce the weight and size characteristics of the micromodule and increase impact resistance due to the geometry of the location of the inertial mass. To achieve this technical result, the geometric parameters of the micromodule are also selected: the depth of blind holes; a gap formed by the walls of the through hole and pads; height of the welded microwire loop.

Глубина глухих отверстий выбирается из соотношенияThe depth of blind holes is selected from the ratio

Н≤h+a,Н≤h+ a ,

где Η - толщина бескорпусных кристаллов, мкм,where Η is the thickness of unpackaged crystals, microns,

Зазор, образованный стенками сквозного отверстия и контактными площадками b бескорпусного кристалла, выбран из соотношенияThe gap formed by the walls of the through hole and contact pads b of a bare chip is selected from the ratio

b≥d/2,b≥d/2,

где d - зазор, образованный стенками бескорпусного кристалла и глухого отверстия обусловлен требованиями электрической изоляции элементов конструкции и технологичности микромодуля.where d is the gap formed by the walls of a frameless crystal and a blind hole due to the requirements of electrical insulation of structural elements and manufacturability of the micromodule.

Высота петли сварной микропроволоки l выбрана из соотношения l<0,7⋅D,The height of the welded microwire loop l is selected from the ratio l<0.7⋅D,

где D - диаметр шарика соединения, мкм, обусловлен требованиями электрической изоляции элементов конструкции и технологичности микромодуля.where D is the connection ball diameter, µm, due to the requirements of the electrical insulation of structural elements and manufacturability of the micromodule.

Также, выбор геометрических параметров микромодуля и используемых для изготовления микромодуля материалов обусловлен следующим:Also, the choice of geometric parameters of the micromodule and materials used for the manufacture of the micromodule is due to the following:

- выбор расстояния от контактных площадок коммутационного слоя до контактных площадок бескорпусного кристалла обусловлен требованиями исключения температурных искажений геометрии электрических соединений микромодуля в диапазоне температур эксплуатации на орбите от минус 120°С до +120°С;- the choice of the distance from the contact pads of the switching layer to the contact pads of the unpackaged crystal is due to the requirements to exclude temperature distortions of the geometry of the electrical connections of the micromodule in the operating temperature range in orbit from minus 120°С to +120°С;

- выбор в качестве материала диэлектрического слоя полипиромеллитимида толщиной 14±2 мкм обусловлен его диэлектрическими характеристиками и исключительной термостойкостью [3], что гарантирует функционирование микромодуля в диапазоне температур эксплуатации на орбите от минус 120°С до +120°С;- the choice of the material of the dielectric layer of polypyromellitimide with a thickness of 14 ± 2 μm is due to its dielectric characteristics and exceptional thermal stability [3], which guarantees the operation of the micromodule in the operating temperature range in orbit from minus 120°С to +120°С;

- использование для монтажа бескорпусного кристалла по периметру глухого отверстия случайно распределенных по площади спейсеров, диаметр которых r выбирают из соотношения r<s, мкм, где s - толщина адгезива до монтажа бескорпусного кристалла и отверждения, мкм, обеспечивает монтаж кристалла со строго заданным, управляемым калиброванным зазором;- the use of spacers randomly distributed over the area for mounting an unpackaged crystal around the perimeter of a blind hole, the diameter of which r is selected from the ratio r<s, µm, where s is the thickness of the adhesive before mounting the unpackaged crystal and curing, µm, ensures the installation of a crystal with a strictly specified, controlled calibrated gap;

- использование в качестве подложки коммутационной платы преимущественно высокоомного кремния с удельным объемным сопротивлением 15 000 - 50 000 Ом⋅см и в качестве бескорпусных кристаллов преимущественно кристаллов на основе монокристаллического кремния обеспечивает функционирование микромодуля в диапазоне температур эксплуатации на орбите от минус 120°С до +120°С за счет стабильности диэлектрических характеристик и исключения термомеханических напряжений в конструкции;- the use of predominantly high-resistance silicon with a specific volume resistance of 15,000 - 50,000 Ohm⋅cm as a substrate for a switching board and predominantly crystals based on single-crystal silicon as unpackaged crystals ensures the operation of the micromodule in the operating temperature range in orbit from minus 120 ° C to +120 °С due to the stability of the dielectric characteristics and the exclusion of thermomechanical stresses in the structure;

- для исключения термомеханических напряжений в конструкции и надежного функционирования микромодуля в диапазоне температур эксплуатации на орбите в качестве компаунда выбран полимерный отверждаемый материал с коэффициентом температурного линейного расширения в диапазоне температур от минус 120°С до +120°С равным коэффициенту температурного линейного расширения монокристаллического кремния.- to exclude thermomechanical stresses in the structure and reliable functioning of the micromodule in the operating temperature range in orbit, a curable polymeric material with a thermal linear expansion coefficient in the temperature range from minus 120°С to +120°С equal to the coefficient of linear thermal expansion of single-crystal silicon was chosen as a compound.

Практическое осуществление предложенного изобретения поясняется на приведенном ниже неисключительном примере испытаний тестовых образцов микромодуля, изготовленных согласно предложенному изобретению.The practical implementation of the proposed invention is illustrated by the following non-exclusive example of testing micromodule test samples made according to the proposed invention.

Для проверки компаунда способности выдерживать разрушающее воздействие циклических изменений температуры ускоренным методом, изложенном в [4] изготовлены тестовые образцы микромодуля на основе кремния в количестве 4 шт., в которых компаундом было заполнено свободное пространство между платами. Внешний вид изготовленного образца с использованием компаунда, для проведения циклических испытаний представлен на фиг.3. Используемое оборудование: стенд для испытания микромодулей в инертной среде, включающий в себя регулятор температуры ТРМ-1; секундомер «Интеграл С1»; термопара; реле времени УТ24; пинцет лабораторный металлический - инструмент для дистанционного удержания небольших предметов, сосуд Дьюара СДС-20 - оборудование для хранения жидкого азота. Количество циклов термоциклирования 50 циклов, температурно-временная диаграмма одного цикла представлена на фиг.4. Образцы выдержали циклические испытания при изменении температуры от минус 180°С до плюс 125°С в течение 50 циклов. Видимых нарушений не обнаружено.To test the compound's ability to withstand the damaging effects of cyclic temperature changes using the accelerated method described in [4], test samples of a silicon-based micromodule were made in the amount of 4 pieces, in which the free space between the boards was filled with the compound. The appearance of the manufactured sample using a compound for cyclic testing is shown in Fig.3. Used equipment: stand for testing micromodules in an inert environment, including a temperature controller TPM-1; stopwatch "Integral C1"; thermocouple; time relay UT24; laboratory metal tweezers - a tool for remote holding of small objects, a Dewar vessel SDS-20 - equipment for storing liquid nitrogen. The number of thermocycling cycles is 50 cycles, the temperature-time diagram of one cycle is shown in Fig.4. The samples withstood cyclic tests with temperature changes from minus 180°C to plus 125°C for 50 cycles. No visible violations were found.

Таким образом, предложен технологичный в изготовлении микромодуль космического назначения с уменьшенными массогабаритными характеристиками, предназначенный для эксплуатации в составе бортовой аппаратуры в широком диапазоне температур с увеличенным сроком активного существования.Thus, a manufacturable micromodule for space use with reduced weight and size characteristics is proposed, designed for operation as part of on-board equipment in a wide temperature range with an extended active life.

Источники информацииSources of information

[1]. Блинов Г.А., Долговых Ю.Г., Погалов А.И. Микромодуль. RU 2 659 726, Патентообладатель: Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности «Роскосмос». Заявка: 2017135615, 05.10.2017, Опубл. 03.07.2018, Бюл. №19.[one]. Blinov G.A., Dolgovykh Yu.G., Pogalov A.I. Micromodule. RU 2 659 726, Patentee: Russian Federation, on behalf of which the State Space Corporation Roscosmos acts. Application: 2017135615, 10/05/2017, Published. 07/03/2018, Bull. No. 19.

[2]. Design and Assembly Process Implementation for BGAs. IPC-7095 B. 2008. Дата обращения: 07.08.2020. https://necompany.ru/downloads/IPC_rus/IPC-7095B.pdf.[2]. Design and Assembly Process Implementation for BGAs. IPC-7095 B. 2008. Accessed: 08/07/2020. https://necompany.ru/downloads/IPC_rus/IPC-7095B.pdf.

[3]. Жуков A.A. Физико-химические и технологические основы получения полиимидных структур для микроэлектронных устройств, устройств микромеханики и микросенсорики. Дисс. соиск уч. ст. д.т.н. Коды специальности ВАК: 05.27.01, 05.27.06. - М., 2003 г. 315 с. Научная библиотека диссертаций и авторефератов Дата обращения: 10.08.2020. http://www.dissercat.com/content/fiziko-khimicheskie-i-tekhnologicheskie-osnovy-polucheniya-poliimidnykh-struktur-dlya-mikroe#ixzz5SJp6luYp.[3]. Zhukov A.A. Physico-chemical and technological bases for obtaining polyimide structures for microelectronic devices, micromechanical and microsensor devices. Diss. soisk uch. Art. d.t.s. VAK specialty codes: 05.27.01, 05.27.06. - M., 2003, 315 p. Scientific library of dissertations and abstracts Date of access: 08/10/2020. http://www.dissercat.com/content/fiziko-khimicheskie-i-tekhnologicheskie-osnovy-polucheniya-poliimidnykh-struktur-dlya-mikroe#ixzz5SJp6luYp.

[4]. Дидык П.И., Семенов В.Л., Басовский Α.Α., Жуков А.А. Лабораторная установка термоциклирования в широком диапазоне температур. Приборы и техника эксперимента. 2015, №2. С.132.[four]. Didyk P.I., Semenov V.L., Basovsky A.A., Zhukov A.A. Laboratory installation of thermal cycling in a wide temperature range. Instruments and technique of experiment. 2015, No. 2. P.132.

[5]. Цаплин С.А., Болычев С.А., Романов А.Е. Теплообмен в космосе. Самара. Изд-во Самарского ун-та, 2018 г., 92 с.[5]. Tsaplin S.A., Bolychev S.A., Romanov A.E. Heat transfer in space. Samara. Publishing House of Samara University, 2018, 92 p.

Claims

1. Space micromodule, which includes a case with a cover, a base, N alternating switching boards containing through metallized holes, switching metal layers in the form of microstrip lines and dielectric layers, with unpackaged modules installed on them, electrically connected to each of them. crystals, with compound filling of the spaces between the boards, characterized in that

on the side not occupied by switching layers, blind holes for mounting unpackaged crystals and through holes for switching the board with unpackaged crystals after the formation of switching layers are sequentially located,

in this case, the depth of blind holes is selected from the ratio

Н≤h+ a , where

H - thickness of unpackaged crystals, microns;

h is the depth of the blind hole, µm;

a is the thickness of the adhesive after mounting the unpackaged crystal and curing, µm;

the gap b formed by the walls of the through hole and the contact pads of an unpackaged crystal is selected from the ratio

b≥d/2, where

d is the gap formed by the walls of the unpackaged crystal and the blind hole, and

the height of the welded microwire loop l is selected from the ratio

l<0.7⋅D, where

D is the ball diameter of the Flip Chip connection, µm.

2. The micromodule according to claim 1, characterized in that the distance from the contact pads of the switching layer to the contact pads of the unpackaged crystal is selected by eliminating temperature distortions of the geometry of electrical connections in the temperature range from -120°C to +120°C.

3. A micromodule according to claim 1, characterized in that a dielectric is selected as the material of the dielectric layer, the thickness and type of which is determined by the need to ensure the wave impedance of microstrip lines is not more than 50 Ohm with a tolerance of ±5%.

4. Micromodule according to claim 1, characterized in that polypyromellitimide with a thickness of 14 ± 2 μm is chosen as the material of the dielectric layer.

5. A micromodule according to claim 1, characterized in that for mounting an unpackaged crystal along the perimeter of a blind hole, spacers randomly distributed over the area are used, the diameter of which r is selected from the ratio

r<s, µm, where

s is the thickness of the adhesive before mounting the unpackaged crystal and curing, microns.

6. Micromodule according to claim 1, characterized in that high-resistance silicon is used as the substrate of the switching board.

7. A micromodule according to claim 1, characterized in that crystals based on single-crystal silicon are used as unpackaged crystals.

8. Micromodule according to claim 1, characterized in that the compound is a curable polymeric material with a coefficient of thermal linear expansion in the temperature range from -120°C to +120°C equal to the coefficient of linear thermal expansion of single-crystal silicon.