Гибридная интегральная схема свч-диапазона

 

Использование: полупроводниковая микроэлектроника. Сущность изобретения: в гибридной интегральной схеме на обратной или лицевой стороне платы выполнено металлизированное углубление, металлизация которого служит нижней обкладкой конденсатора, оставшаяся часть платы под углублением служит диэлектриком конденсатора, а верхняя обкладка расположена на лицевой стороне платы и является частью топологического рисунка металлизации, причем остаточная толщина платы в углублении составляет 1-400 мкм. Техническим результатом изобретения является улучшение электрических и массогабаритных характеристик схемы. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области электронной техники, а более точно касается гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона, и может быть использовано в полупроводниковой микроэлектронике.

Известна гибридная интегральная схема СВЧ-диапазона, содержащая диэлектрическую плату с топологическим рисунком металлизации на лицевой стороне и экранной заземляющей металлизацией на обратной стороне. Плата имеет металлизированное отверстие, соединяющее посадочную площадку в составе топологического рисунка металлизации с экранной заземляющей металлизацией. Конденсатор нижней своей обкладкой закреплен на посадочной площадке, а верхняя обкладка проволочным выводом соединяет конденсатор с другими частями схемы. Плата обратной стороной соединена с металлическим заземленным основанием (Hyper World, September 1990, numero 2.Thomson composents microondes. 20^th European microwave conference. 90 the international conference and exhibition designed for the microwave community, conference proceeding. Volume 1. Duna intercontinental hotel Budapest. Hungary 10-13 September published by microwave exhibitions publishers limited).

Вышеописанной гибридной интегральной схеме СВЧ-диапазона присущи низкие электрические характеристики, связанные с относительно большой паразитной индуктивностью заземляющего металлизированного отверстия, а также низкими массогабаритными параметрами, связанными с большой высотой схемы.

Известна гибридная интегральная схема СВЧ-диапазона, содержащая диэлектрическую плату с отверстием, имеющую топологический рисунок металлизации на лицевой стороне и экранную заземляющую металлизацию на обратной стороне и соединенную обратной стороной с металлическим основанием, конденсатор, размещенный в отверстии платы и закрепленный нижней обкладкой на металлическом заземленном основании, а верхняя обкладка конденсатора соединена проволочным проводником с топологическим рисунком металлизации (Microwaves and RF, 1986, vol. N 9, p. 232).

Указанной гибридной интегральной схеме СВЧ-диапазона присущи низкие электрические параметры, вызванные большой паразитной индуктивностью соединения верхней обкладки конденсатора с топологическим рисунком металлизации, и низкие массогабаритные характеристики, связанные с большими линейными размерами из-за больших расстояний между верхней обкладкой конденсатора и топологическим рисунком металлизации.

В основу изобретения была положена задача создания гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона, конструктивное выполнение которой обеспечивало бы улучшение электрических и массогабаритных характеристик схемы.

Поставленная задача решается тем, что в гибридной интегральной схеме СВЧ-диапазона, содержащей диэлектрическую плату с топологическим рисунком металлизации на лицевой стороне платы и экранной заземляющей металлизацией на обратной стороне, электрически соединенной с металлическим основанием, конденсатор, электрически соединенный первой обкладкой с основанием, а второй обкладкой электрически соединенный с топологическим рисунком металлизации, согласно настоящему изобретению на обратной или лицевой стороне платы выполнено металлизированное углубление, металлизация которого служит первой обкладкой конденсатора, оставшаяся часть платы над или под углублением служит диэлектриком конденсатора, а вторая обкладка расположена на лицевой стороне платы и является частью топологического рисунка металлизации, причем остаточная толщина платы в углублении составляет 1-400 мкм.

На лицевой стороне платы может быть выполнено встречное металлизированное углубление, расположенное над углублением в обратной стороне платы, причем металлизация которого служит второй обкладкой конденсатора и электрически соединена с топологическим рисунком металлизации.

На металлическом основании может быть выполнен выступ, расположенный в углублении платы и электрически соединенный с металлизаций углубления, причем расстояние между боковыми стенками углубления и боковыми стенками выступа равно 0,001-5,0 мм.

Углубление в плате целесообразно заполнить электропроводящим материалом.

В составе топологического рисунка металлизации над углублением могут быть выполнены элементы для подстройки конденсатора, электрически соединенные с обкладкой конденсатора.

Выполнение металлизированного углубления на обратной стороне платы и использование металлизации углубления в качестве одной нижней обкладки конденсатора, оставшейся толщины платы в углублении в качестве диэлектрика, и формирование второй (верхней) обкладки конденсатора в составе топологического рисунка металлизации на лицевой стороне платы позволяет формировать конденсатор в объеме платы и, тем самым, улучшить массогабаритные характеристики схемы.

Ограничение остаточной толщины платы в углублении снизу обусловлено прочностью платы, а сверху - минимальной емкостью и максимальной площадью конденсатора, которые могут быть использованы в схеме и обеспечить улучшение массогабаритных характеристик.

Выполнение выступа на металлическом основании, расположение его в углублении на обратной стороне платы и электрическое соединение металлизации углубления с выступом обеспечивает снижение паразитной индуктивности заземления, а значит, улучшает электрические характеристики схемы.

Ограничение расстояния между выступом и стенками углубления снизу обусловлено возможностью смещения выступа к одной из стенок углубления, а сверху - соображениями прочности дна углубления.

Выполнение встречного металлизированного углубления на лицевой стороне платы над углублением в обратной стороне повышает технологичность схемы.

Выполнение углубления на лицевой стороне платы и заполнение его электропроводящим материалом позволяет создать соединение обкладки конденсатора с топологическим рисунком металлизации с малой паразитной индуктивностью, а значит, улучшить электрические параметры.

Наличие элементов для подстройки конденсатора в составе топологического рисунка металлизации, соединенных с верхней обкладкой и расположенных над углублением, позволяет получать более точные значения емкости конденсатора и, тем самым, улучшить электрические параметры.

Далее изобретение поясняется описанием конкретных примеров его выполнения и прилагаемыми чертежами, на которых: фиг. 1 изображает патентуемую гибридную интегральную схему СВЧ-диапазона (разрез); фиг. 2 - то же, что на фиг. 1 (вид сверху); фиг. 3 - другой вариант выполнения патентуемой гибридной интегральной схемы (разрез); фиг. 4 - еще один вариант выполнения схемы, согласно изобретению (разрез); фиг. 5 - один из вариантов выполнения схемы, согласно изобретению (разрез).

Гибридная интегральная схема СВЧ-диапазона согласно изобретению содержит диэлектрическую плату 1 (фиг. 1), например, поликоровую с топологическим рисунком 2 металлизации на лицевой стороне и экранной заземляющей металлизацией 3, структурой, например, Ti (100 Ом/мм²) - Pd (0,2 мкм) - Au (3 мкм) на обратной стороне. Плата 1 соединена, например спаяна, с металлическим заземляющим основанием 4.

Конденсатор 5 закреплен первой обкладкой (нижней) 6 на металлическом основании 4. Вторая обкладка (верхняя) 7 (фиг.2) конденсатора 5 электрически соединена с топологическим рисунком 2 металлизации.

На обратной стороне платы 1 (фиг. 1) выполнено металлизированное углубление 8, структура металлизации, например, Pd - Ni (0,12 мкм) - Au (2 мкм). Металлизация углубления 8 служит первой обкладкой (нижней) 6 конденсатора 5. Оставшаяся часть 9 платы 1 над углублением 8 служит диэлектриком конденсатора 5, разделяющим обкладки 6 и 7. Вторая обкладка 7 (верхняя) расположена на лицевой стороне платы 1 и является частью топологического рисунка 2 металлизации. Остаточная толщина платы 1 в углублении 8 составляет, например, 70 мкм.

На металлическом основании 4 выполнен выступ 10, расположенный в углублении 8 платы 1 и электрически соединенный с металлизацией углубления 8. Расстояние между боковыми стенками углубления 8 и боковыми стенками выступа 10 равно 0,2 мм (то есть, например, при размерах выступа 1,0 · 1,0 мм размер углубления 8 имеет размеры 1,4 · 1,4 мм).

На лицевой стороне платы 1 (фиг. 3) выполнено встречное металлизированное углубление 11, расположенное над углублением 8 в обратной стороне платы 1. Металлизация углубления 11 служит верхней обкладкой 7 конденсатора 5 и электрически соединена с топологическим рисунком 2 металлизации.

Металлизированное углубление 12 (фиг. 4) может быть выполнено только на лицевой стороне платы 1.

Углубления 8, 11, 12 в плате 1 могут быть заполнены электропроводящим материалом 13 (фиг. 5).

В составе топологического рисунка 2 металлизации могут быть выполнены элементы 14 (фиг. 2) для подстройки конденсатора 5, электрически соединенные с верхней обкладкой 7 и расположенные над углублением 8.

Схема согласно изобретению работает следующим образом.

Сигнал поступает на верхнюю обкладку 7 (фиг. 1) конденсатора 5, возникающий на нижней обкладке 6 конденсатора 5 заряд заземляется через выступ 10 металлического основания 4 или непосредственно через металлическое заземляющее основание 4.

Использование патентуемой интегральной схемы позволяет улучшить электрические характеристики за счет уменьшения паразитной индуктивности соединений конденсатора с топологическим рисунком металлизации, улучшить массогабаритные характеристики за счет встраивания конденсаторов в объем платы.

Кроме того, схема согласно изобретению позволяет повысить надежность схемы за счет сокращения числа сварных соединений и снизить расход драгоценного металла.

При описании рассматриваемых вариантов осуществления изобретения для ясности используется конкретная узкая терминология. Однако изобретение не ограничивается принятыми терминами и необходимо иметь в виду, что каждый такой термин охватывает все эквивалентные термины, работающие аналогично и используемые для решения тех же задач.

Хотя настоящее изобретение описано в связи с предпочтительным видом реализации, понятно, что могут иметь место изменения и варианты без отклонения от идеи и объема изобретения, что компетентные в данной области лица легко поймут.

Эти изменения и варианты считаются не выходящими за рамки сущности и объема изобретения и прилагаемых пунктов формулы изобретения.

Формула изобретения

1. Гибридная интегральная схема СВЧ-диапазона, содержащая диэлектрическую плату с топологическим рисунком металлизации на лицевой стороне платы и экранной заземляющей металлизацией на обратной стороне, электрически соединенной с металлическим основанием, конденсатор, электрически соединенный первой обкладкой с основанием, а второй обкладкой, электрически соединенной с топологическим рисунком металлизации, отличающаяся тем, что на обратной или лицевой стороны платы выполнено металлизированное углубление, металлизация которого служит первой обкладкой конденсатора, оставшаяся часть платы над или под углублением служит диэлектриком конденсатора, а вторая обкладка расположена на лицевой стороне платы и является частью топологического рисунка металлизации, причем остаточная толщина платы в углубление составляет 1 - 400 мкм.

2. Гибридная интегральная схема СВЧ-диапазона по п.1, отличающаяся тем, что на лицевой стороне платы выполнено встречное металлизированное углубление, расположенное над углублением в обратной стороне платы, причем металлизация которого служит второй обкладкой конденсатора и электрически соединена с топологическим рисунком металлизации.

3. Гибридная интегральная схема СВЧ-диапазона по п.1 или 2, отличающаяся тем, что на металлическом основании выполнен выступ, расположенный в углублении платы и электрически соединенный с металлизацией углубления, причем расстояние между боковыми стенками углубления и боковыми стенками выступа равно 0,001 - 5,0 мм.

4. Гибридная интегральная схема СВЧ-диапазона по п.1 или 2, отличающаяся тем, что углубление в плате заполнено электропроводящим материалом.

5. Гибридная интегральная схема СВЧ-диапазона по п.3, отличающаяся тем, что углубление в плате заполнено электропроводящим материалом.

6. Гибридная интегральная схема СВЧ-диапазона по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в составе топологического рисунка металлизации над углублением выполнены элементы для подстройки конденсатора, электрически соединенные с обкладкой конденсатора.

7. Гибридная интегральная схема СВЧ-диапазона по п.3, отличающаяся тем, что в составе топологического рисунка металлизации над углублением выполнены элементы для подстройки конденсатора, электрически соединенные с обкладкой конденсатора.

8. Гибридная интегральная схема СВЧ-диапазона по п.4 или 5, отличающаяся тем, что в составе топологического рисунка металлизации над углублением выполнены элементы для подстройки конденсатора, электрически соединенные с обкладкой конденсатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5