集成微波電路模件及其連接結構制造技術

一種集成微波電路模件（８０）有介質基片（２０）它是由底層、中層和上層構成的。底層上和上層分別包括底層接地面（４０）和上層接地面（４３），中間層包括由有源電路元件和無源電路元件構成的射頻信號電路。沿著射頻信號電路配置有許多填充了金屬的通孔，用以短路上層接地面（４３）和底層接地面（４０），以便屏蔽射頻電路。在中間層被除去介質的部分上設置元件安裝空腔（６０），有源電路元件安裝在元件安裝空腔內。（*該技術在2013年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及集成微波電路模件，更詳細地說，涉及微波通信裝置使用的微波電路模件，和這種微波電路模件與具有相同結構的模件或外部電路連接的連接結構。圖1所示的現(xiàn)有微波電路模件中、電路基片10包括形成在氧化鋁陶瓷介電基片上，或類似基片上的薄膜導體，薄膜導體淀積在有源元件11的每個側邊上，用于連接相互間有一小間隔的有源元件。也就是說，現(xiàn)有的微波電路模件有多個電路基片10。而且，模件有許多連接這些電路基片10的連接線，如連接線12。另一方面，作為電路元件之一的耦合電容器，單片電容器13安裝在電路基片10上，并用連接線連接。而且，像氮化鉭薄膜電阻這樣的電阻元件，或類似的電阻元件只形成在電路基片10的表面上。而且，為了從外部保護有源元件、將金屬帽14用電阻式熔焊法完全接到外殼基體(通常稱為“管座”)15上。金屬帽15起屏蔽作用。防止射頻信號(RF)外漏。如上所述，現(xiàn)有的微波電路模件要求有許多電路基片10，而且，像單片電容器13這樣的電子元件在簡化結構，減小裝配結構尺寸等方面均存在問題。此外，很多電子元件的連接使接點數(shù)增加，這導致射頻(RF)特性的損壞，并需要很多裝配工序，因此難于降低造價。近來，微波獨石集成電路(以下簡稱為“MMIC”)已進入實用階段。盡管MMIC的應用還受到很多限制。MMIC通常是用以光刻技術為基礎的半導體制技術在硅(Si)或砷化鎵(GaAs)基片上形成的。盡管像晶體管和二極管這樣的集總常數(shù)電路元件是小規(guī)模有源元件，像矢量耦合器和濾波器這樣的分布常數(shù)電路元件是大規(guī)模無源元件，而且當它們裝配在MMIC中時還存在問題。大規(guī)模單片在其合格率和造價方面均不具優(yōu)越性。所以通常的MMIC單片中不包括上述的大規(guī)模無源電路元件。由于MMIC不適于無源電路元件的裝配，在現(xiàn)有的微波電路中，有源元件包容在小型密封外殼內，而其結構上保留了連接線和有微帶線的無源電路元件，這些元件用焊接片使其相互連接。為了屏蔽這些元件和與外部電路的連接線，必須要有復雜而價格昂貴的屏蔽外殼，該屏蔽外殼有許多被分割成的小室。現(xiàn)有的這種微波電路模件所用的連接結構中，只有有源元件被包封，其引出端是伸出的以便焊接。然而，緻密的集成微波電路組件也需要有無源元件。由于無源元件的尺寸大，因此，這種元件應用在微波電路模件中會使模件的面積或幾何尺寸增大、并使造價增加。用焊接法將現(xiàn)有的連接結構與集成微波電路模件裝配在一起，這就不可能有效地減少工藝步驟的數(shù)量，也不能有效提高射頻連接性能的可靠性。為了克服現(xiàn)有技術中存在的缺陷，本專利技術的目的是，提供一種改進的集成微波電路模件。它不僅包含有源元件，也有無源元件，該模件有與其他模件或器件連接用的引出端、但其引出端不伸出，而允許用微波電路連接結構與外部連接，該微波電路連接結構有與模件引出端連接的特殊排列的接點。根據(jù)本專利技術，現(xiàn)有技術中所述的有源元件和分立的許多基片以布線圖形構成一個多層基片整體，因而避免了由連接造成的性能損壞，并減少了裝配工藝步驟。此外，可以避免因多個微波電路放置在一個公共外殼中產(chǎn)生的電路之間的耦合而引起的干擾，也避免外殼作為空腔而產(chǎn)生的共振，這是因為采用了屏蔽結構或一個包含有源元件的空腔結構，使外部電路統(tǒng)一地包含在內使之一體化和集成化，從而減少許多必須的安裝層。這就減小了模件的尺寸和造價。本專利技術使先進的MMIC技術可以用于迄今還不適合于組合成一體的無源元件，并實現(xiàn)了包括無源元件和連線的微波電路模件的大規(guī)模集成。本專利技術還涉及包括以下結構的集成微波電路模件一種結構，該結構中包含一個在中間層部分上部的介質層，該中間層由作為元件裝配位置的空腔構成，它用作射頻信號傳輸，半導體元件，如MMIC安裝在空腔內并用導電板(空腔結構)復蓋已被清除的地表面部分。一種結構，在該結構中用導電板實現(xiàn)了密封，以防止所安裝的半導體單片受到來自外部(密封結構)的污染。一種結構，該結構中在中間層部分有導線焊接區(qū)(元件安裝表面)，并通過許多VIA孔同下面的接地表面連接(以減小射頻阻抗)，VIA孔填充金屬以減少相對于下層的熱電阻，獲得有效熱輻射。一種結構，在該結構中在正下方局部發(fā)熱部分，如在半導體單片的晶體管區(qū)設置VIA孔，使熱電阻減小(單片安裝結構，熱VIA)。一種結構，該結構中有許多導電層焊接區(qū)，它作為處于中間層部分的元件安裝表面與下面的接地層之間的交替電容器和接地焊接區(qū)，用連接在一起的電容器焊接區(qū)，通過VIA孔使接地表面與接地焊接區(qū)連在一起，構成一迭層電容器，它作為安裝元件(安裝單片)的旁路電容器用，散射熱從側面穿過迭層電容器層焊接區(qū)，使熱電阻下降(電的和熱的旁路結構)。一種結構，該結構中有極薄介質層構成的中間層部分，用該介質層兩邊上的導體圖形連接在一起，電容耦合，因此構成切割直流(DC)元件的傳輸線(RF電容器結構)。一種結構，該結構中有一介質層，它形成在上接地層上，有形成在上面的導體圖形，該導體圖形用作引線圖形以獲得電源供電線(DC導線結構)。一種結構，該結構中，與內層連接部分有焊接區(qū)，它與在焊接區(qū)正下方的接地層一起構成一個作為旁路電容器的電容器，防止RF從內層漏出。一種結構，該結構中每個內層都具有許多分布的小孔(空腔)，這些小孔是除去介質而構成的，以減小有效的介電常數(shù)(有效介電常數(shù)降低結構)。一種結構，該結構中每層上的小孔在其位置上都是不同的，以防止重疊，從而提高了基片的機械強度。一種結構，該結構中，多層基片的外周邊也用導體形成了金屬化層，以構成一接地表面(在外周邊上的金屬化屏蔽結構)。一種結構，該結構有一金屬基體用于熱輻射和增強機械強度。這樣形成的微波電路模件設有用于連接外部電路的尾銷或向外伸出的類似連接結構，而用以下結構替代，即在基板部分的背面帶一個凹槽部分(見圖10)，在凹槽部分中裝有不從背面伸出的連接端。模件使用的微波電路連接結構有與上述連接端接觸的接觸件。而且，根據(jù)本專利技術的另一種模式，除上述作用之外，還能用于連接集成微波電路模件和其他外部電路，具有接觸件的微波電路連接結構彈性地推到模件的連接端。下面將結合本專利技術的最佳實施例并參考附圖詳細說明本專利技術的上述目的和其他目的，及本專利技術的優(yōu)點。圖1是常規(guī)的微波電路組件的透視圖;圖2是顯示本專利技術的一個實施例結構的部分部件分解透視圖;圖3是圖2所示實施例的功能系統(tǒng)方框圖;圖4是按本專利技術的一個實施例結構的部分斷面透視圖，用以說明模件的層狀結構和帶有有源元件的空腔結構;圖5是按本專利技術的實施例中的發(fā)熱點位置與VIA孔之間的關系示意圖;圖6是按本專利技術的實施例中的電流與熱同時散射結構的示意圖;圖7是按本專利技術的實施例中的具有用除去內層里的介電體而構成的小空腔的結構示意圖;圖8是按本專利技術的一個實施例的結構的部分斷面的透視圖，用以說明其連接結構和構形;圖9是微波電路連接器的一部分的部分斷面的放大圖，用以說明集成微波電路模件和微波電路連接器裝配在一起的情況;圖10是按本專利技術的一個實施例的微波電路模件的背面透視圖;圖11是與圖9所示微波電路連接器類似，但有一個附加的金屬基板的，微波電路連接器的一部分的部分斷面的放大圖;圖12一個微波電路連接器的一部分的放大剖面圖，它用了一個彈簧圈，說明要該連接器中集成微波電路模件與波導的連接狀態(tài);圖13是一個與圖12所示類似的微波電路連接器的一部分的部分剖面本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種集成微波電路模件（８０）包括：一個由多層介質薄膜疊層構成的介質基片２０，它包括底層、中間層和上層，所述的底層和所述的上層分別包括底層接地面（４０）和上層接地面（４３），所述中間層包括射頻信號傳輸用射頻信號電路，它由至少一導電層（４１ 、４２）構成，所述射頻信號電路包括有源電路元件和無源電路元件，它們相互連接構成集成結構；許多通孔（５０），它們沿所述射頻信號電路配置，這些通孔填充金屬，使所述上層接地面（４３）與所述底層接地面（４０）短路，所述射頻電路用所述通孔屏蔽；和 元件安裝腔（６０），它設置在所述的中間層上，所述中間層有一部分介質被除去，有源元件安裝在除去介質的中間層部分，所述元件安裝腔用導本板件（３３）復蓋。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：小杉勇平，山本修，和泉裕昭，草光秀樹，大曲新一，渡邊秀夫，蓑輪芳夫，
申請(專利權)人：日本電氣株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：JP[日本]