DE19903342B4

DE19903342B4 - Multi-Chipmodul-Gehäuse für Mikrowellenanwendungen mit Hochfrequenz-Anschlußstift-Gitteranordnung

Info

Publication number: DE19903342B4
Application number: DE19903342A
Authority: DE
Inventors: Barry R. Redondo Beach Allen; Edwin D. Redondo Beach Dair; Randy J. Manhattan Beach Duprey
Original assignee: Northrop Grumman Corp
Current assignee: Northrop Grumman Corp
Priority date: 1998-01-28
Filing date: 1999-01-28
Publication date: 2009-01-08
Anticipated expiration: 2019-01-29
Also published as: JP3001565B2; JPH11317492A; US6028497A; DE19903342A1

Abstract

Multi-Chipmodul-Gehäuse, für Mikrowellenanwendungen, mit:
– einem Substrat (1) aus dielektrischem Material, das wenigstens einen elektronischen Hochfrequenzschaltkreis aufweist,
– einem Dichtring (5) aus Metall, der auf einer oberen Oberfläche des Substrats (1) angebracht ist, und eine Umfangswand zum Eingrenzen eines vorbestimmten Bereichs der oberen Oberfläche des Substrats (1) und wenigstens eine Hilfswand (8) aufweist, um den vorbestimmten Bereich in getrennte erste Kammern zu unterteilen,
– einem elektrisch leitfähigen Deckel, der an der Oberseite des Dichtrings (5) befestigt ist und den Raum zwischen Substrat (1) und Dichtring (5) gasdicht versiegelt,
– elektrischen Verbindungskontakten (21), die sich durch das Substrat (1) erstrecken und in einer räumlichen Anordnung beabstandet angeordnet sind, wobei jede der ersten Kammern wenigstens einen Verbindungskontakt (21) aufweist,
– erste leitfähige Anschlussstifte (9), die erste, mit einem ersten Teil der Verbindungskontakte (21) verbundene Enden und zweite, sich von dem Substrat (1) weg erstreckende Enden aufweisen, wobei...

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft Gehäuse für Multi-Chipmodule für Millimetermikrowellen-Schaltkreise und im spezielleren eine neue Modulgehäusebauweise, die die Herstellungseffizienz erhöht, die physikalische Größe eines Mehrfachchipgehäuses verkleinert und Glasdurchführungen beseitigt.
Hintergrund
Multi-Halbleiterbauelemente für Hochfrequenzelektronikbauteile, mit integrierten Schaltkreisen, die individuelle Schaltkreisfunktionen bei Hochfrequenzfrequenzen, wie z. B. Frequenzen von Millimetermikrowellen, zur Verfügung stellen, sind oft zusammen in einem einzigen geschlossenen metallbewandeten Gehäuse oder, wie verschiedentlich bezeichnet, einem Multi-Chipmodul untergebracht. Das Gehäuse oder Modul ist typischerweise hermetisch versiegelt und schützt die eingeschlossenen elektronischen Vorrichtungen vor der äußeren Umgebung, die manchmal Strahlung, korrosive Gase oder andere Materialien enthält, die für die eingeschlossenen Vorrichtungen schädlich sind. Um Hochfrequenzsignale zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Moduls durch die Metallwand des Gehäuses zu übertragen, werden Hochfrequenz-Durchführungen verwendet, die mit dem Modul eine Einheit bilden. Die Durchführung ist im wesentlichen eine sehr kurze Hochfrequenz-Übertragungsleitung. Das ist die Einrichtung, die herkömmlicherweise verwendet wird, um Hochfrequenzenergie durch eine Hochfrequenz-Sperrschicht, z. B. eine Metallwand, auszubreiten. Typischerweise stellt die Durchführung Verbindungen zu Hochfrequenz-Anschlüssen her oder strahlt in an dem Gehäuseäußeren angebrachte Wellenleiter aus.
Typischerweise wurden Durchführungen aus Glas und Metall aufgebaut. Das als Glasperle bezeichnete Glas, das in einem Loch in einer Gehäusewand angeordnet ist, dient als isolierender Träger und Dielektrikum, das einen geraden Metallanschlußstift, den Übertragungsleitungsleiter, in einer elektrisch isolierten Beziehung mit den Gehäusewänden hält, und dient als undurchlässige Sperrschicht gegenüber der äußeren Umgebung. Eine einzelne Glasperle kann mehrere Anschlußstifte tragen.
Trotz ihrer Effektivität leiden die Glas-zu-Metall-Dichtungen unter einem bedeutenden Nachteil: sie sind nicht haltbar. Das Glas ist spröde. Wenn der in das Glas der Durchführung gehüllte Metallanschlußstift während der Handhabung oder des Testens abgewinkelt, gebogen oder deformiert wird, brechen Glasteilchen an dem den Anschlußstift umgebenden Glasmeniskus. Dieser Bruch beschädigt die Integrität der Durchführung. In einigen Fällen treten radiale Risse oder Umfangsrisse in dem Glas auf. Diese Risse können wegen Unterschieden von thermischen Ausdehnungseigenschaften zwischen dem Glas und dem Anschlußstift oder einer Form von Ermüdung oder wegen anderer Ursachen entstehen, die unerkannt bleiben.
Sobald auch nur ein kleiner Riß auftritt, kann der Riß sich jedoch bei wiederholtem thermischen Schwingungen ausbreiten, wie es während eines normalen Gebrauchs der elektronischen Vorrichtung auftritt, die das Gehäuse enthält. Wenn eine Rißausbreitung einmal eingetreten ist, können mechanische Bewegungen des Gehäuses oder mechanische Spannungen, die durch Handhabung, Versenden, Vibration eines Flugzeugs oder Raumfahrzeugs entstehen, die Risse vergrößern und die Durchführungen beginnen erkennbar zu lecken. In Kenntnis der Zerbrechlichkeit des Glases passen Fachleute für die Herstellung von Vorrichtungen, die diese Hochfrequenz-Durchführungen enthalten, bei einer Handhabung notwendigerweise besonders auf, um die Integrität des Produkts zu gewährleisten, was die Herstellungseffizienz reduziert. Vorteilhafterweise beseitigt die vorliegende Erfindung alle Glas-zu-Metall-Durchführungen von dem Multi-Chipmodulgehäuse.
Bei diesen bisherigen Multi-Chipmodulen war es teilweise als indirekte Folge der Verwendung von Glas-zu-Metall-Durchführungen nicht praktikabel, alle integrierten Schaltkreischips der verschiedenen Hochfrequenzschaltkreise auf einem einzelnen Substrat anzuordnen. Die mehrfachen Hochfrequenzschaltkreise in einem Multi-Chipmodul wurden auf getrennten Substraten hergestellt. Die Metallgehäusebasis wurde maschinell bearbeitet, um aus einem Metallblock die getrennten hochfrequenzisolierenden Kammern auszuschneiden, die von der Oberseite der Basis zugänglich sind. Diese getrennten Substrate wurden getrennt in die entsprechenden Kammern innerhalb des Metallgehäuses eingebracht und am gewünschten Platz verlötet. Die Metallbasis war sowohl teuer herzustellen als auch in der Abmessung größer als erwünscht.
Als weiteren Vorteil ermöglicht die vorliegende Erfindung die Herstellung aller Hochfrequenzschaltkreise auf einem einzelnen Substrat, wobei die Herstellungseffizienz, Zuverlässigkeit vergrößert und, das ist von Bedeutung, die Herstellungskosten verringert werden. Die Erfindung beseitigt den Bedarf, getrennte Hochfrequenzkammern in der Metallbasis auszuschneiden, wodurch zusätzlich die Herstellungskosten verringert werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist demgemäß die Beseitigung von Glasdurchführungen bei Multi-Chipgehäusen für integrierte Schaltkreise für Millimeterwellenanwendungen.
Ein Vorteil der Erfindung ist es, die physikalische Größe und den Preis von Millimetermikrowellen-Multi-Chipmodulen zu verringern.
Und ein noch weiterer Vorteil der Erfindung ist es, die Zuverlässigkeit und Herstellungseffizienz bei Multi-Chipmodulen zu verbessern.
Die Technik zum Gruppieren von digitalen Halbleiterchips verwendet bekannterweise eine Anordnung von Anschlußstiften, auf die als Anschlußstift-Gitteranordnung Bezug genommen wird, um die Leistungsversorgungspannungen zu leiten und digitale Daten zwischen dem Halbleiterchip und anderen außerhalb dieses Chips liegenden Vorrichtungen zu übertragen. Auf diesem Gebiet bietet die Anschlussstift-Gitteranordnung, unter anderem, die Möglichkeit, die Dichte von elektrischen Kontakten zu vergrößern und/oder in höherem Maß eine Verkleinerung des Chipaufbaus zuzulassen. Dementsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine derartige Anschlussstift-Gitteranordnung-Technologie für den Aufbau von Millimeterwellen-Multi-Chipmodulen anzupassen und dabei eine neue Hochfrequenz-Anschlussstift-Gitteranordnung zur Verfügung zu stellen.
Das US-Patent 5,668,408 mit der Bezeichnung "Pin Grid Array Solution for Microwave Multi-Chip Modules" schlägt vor, ein Gehäuse vom Typ einer Anschlussstift-Gitteranordnung als Einrichtung zur Vergrößerung der Dichte von externen Verbindungen zu dem Modul zu verwenden, und schlägt einen Gehäuseaufbau vor, der sowohl herabhängende Anschlussstifte in dem Substrat zur Gleichstrom- und Hochfrequenz-Übertragung als auch Klebstoff zwischen dem Gehäusedeckel und dem Substrat und zwischen dem Substrat und der Basis aufweist, der Probleme unterschiedlicher Ausdehnung zwischen dem Gehäuse und aufgrund der seitlichen, von den Anschlussstiften zugelassenen Biegung lösen soll.
Bei dieser Struktur haben die Anschlussstifte eine identische Größe, von 0,0508 cm (0,020 Inch) im Durchmesser mit einem Montagesockel mit einem etwas größeren Durchmesser von 0,07112 cm (0,028 Inch) zum Verbinden mit einem SMA-Anschluss. Die Anschlussstifte erstrecken sich von der oberen Oberfläche des Substrats, wo sie verankert sind, durch die Dicke des Substrats, aus dem unteren Ende des Substrats und durch entsprechende Anschlussstiftdurchgänge durch die Metallbasis, von der die Anschlussstifte hervorstehen. Es wird beschrieben, dass die Anschlussstifte sich durch Durchgänge in der Metallbasis erstrecken, und die umgebende Wand der Metalldurchgänge eine koaxiale Luftleitungsstruktur bilden.
Das zusammengebaute Gehäuse wird dann mit einer dazwischen liegenden leitenden Dichtung auf eine PC-Leiterplatte verbolzt und die sich erstreckenden Anschlussstifte werden dann mit der Rückseite der PC-Leiterplatte an den Stellen verlötet, an denen sie hindurchragen. Und eine Metallrückplatte, die eingelegt wird, um SMA-Anschlüsse aufzunehmen, wird dann ebenfalls mit einer dazwischen liegenden Dichtung auf die Rückseite der PC-Leiterplatte verbolzt.
Obwohl das soeben beschriebene Verfahren zur Anpassung der Struktur einer Anschlussstift-Gitteranordnung auf ein Multi-Chipmodul interessant ist, verwendet es Klebstoffe und weist somit keine Fähigkeit zum luftdichten Abschließen auf, was eine bekannte Charakteristik ist, um die größte Zuverlässigkeit und Betriebsdauer zu ermöglichen. Um integrierte Schaltkreise höherer Leistung aufzunehmen, muss in der US 5,668,408 außerdem das tragende Substrat und der Rest des integrierten Schaltkreises auf der Metallplatte weggeschnitten werden, der unterhalb des Substrates liegt, um einen ausreichenden thermischen leitenden Weg zu einer Wärmesenke zur Verfügung zu stellen und thermische Beschädigung des integrierten Schaltkreises zu vermeiden. Außerdem wird kein Wellenleiter innerhalb des Multi-Chipmoduls oder eines Mikrostreifen-zu-Wellenleiter-Übergang integriert. Dies ist jedoch ein zusätzliches Merkmal der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung realisiert ein einfaches, kompakt und robust aufgebautes Gehäuse, das luftdicht verschlossen ist, um Wellenleiterübergänge zu ermöglichen.
Die US 5,527,189 offenbart einen Sockel zur Befestigung einer integrierten Schaltung mit einer Mehrzahl von Leitungen an einem leitfähigen Anschluss einer Leitplatte. Der Sockel umfasst ein Substrat, in dem eine Mehrzahl von Durchführungen ausgebildet ist, deren Innenflächen mit einem hochleitfähigen Metall beschichtet sind. Die Durchführungen sind elektrisch mit einer leitfähigen Beschichtung oder einem Metallgitter verbunden, die/das auf zumindest eine Oberfläche des Substrats aufgebracht ist. In den Durchführungen sind rohrförmig ausgebildete, metallische Signalleitungselemente angeordnet, die dazu vorgesehen sind, einen Anschluss einer Schaltung aufzunehmen und über einen Anschlussstift mit einer Leiterplatte zu verbinden.
Demgemäss ist es ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung, Hochfrequenz-Durchführungen durch Wellenleiterübergänge in einem Multi-Chipmodul zur Kopplung von Hochfrequenzsignalen zu einem Wellenleiter zur Verfügung zu stellen.
Es ist ein noch zusätzlicher Vorteil der Erfindung, eine möglichst lange Betriebsdauer Luftabgeschlossenheit in der Durchführung zu gewährleisten und ein neues Multi-Chipmodul zur Verfügung zu stellen, das den Bedarf beseitigt, Ausschnittsbereiche in dem Substrat einzuschließen, in denen integrierte Schaltkreise zu befestigen sind, und das ermöglicht, in allen Fällen Wärme von den integrierten Schaltkreisen durch das Substrat abzuleiten.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung weist ein schaltkreistragendes z. B. flaches starres dielektrisches Substrat, geeigneterweise Aluminiumoxidkeramik, das an einer oberen Oberfläche Leiter aufweist, die zur Definition von Hochfrequenz-Schaltkreisen dienen, eine Anordnung von elektrischen Gleichstrom- und Hochfrequenz-Durchführungen, elektrische Leiter, die hier manchmal als Anschlußstifte bezeichnet werden, und eine Metallbasisplatte auf, die in einer einheitlichen Baugruppe zusammengebaut sind. Von Enden, die an dem Substrat an geeigneten Schaltkreiskontaktstellen an dem Substrat angebracht sind, erstrecken sich die Anschlußstifte senkrecht zu der flachen unteren Oberfläche des Substrats auswärts in Durchgänge, die in der Basisplatte ausgebildet sind, wodurch eine Anordnung von Leiteranschlußstiften präsentiert wird.
Die Metallbasisplatte bedeckt die unterseitige Oberfläche des Substrats und bildet eine elektrisch leitfähige Hochfrequenz-Abschirmung für die Unterseite des Substrats. Eine Anordnung zylindrischer Durchgänge durch die Dicke der Basisplatte sind mit entsprechend zugeordneten Anschlußstiften in der Anschlußstift-Gitteranordnung ausgerichtet und nehmen diese Anschlußstifte auf. Zylindrische Metallabdeckungen sind in diesen Basisplattendurchgängen angeordnet, die als Teil einer so gebildeten koaxialen Hochfrequenz-Übertragungsleitung dienen und einen Träger für eine externe Hochfrequenz-Koaxialkopplung zur Verfügung stellen sollen. Die Innenwände der Abdeckungen sind in der Weise profiliert oder abgestuft, daß die so gebildete koaxiale Übertragungsleitung die gewünschte elektrische Impedanzcharakteristik aufweist. Die unabgedeckt bleibenden Anschlußstifte dienen zum Anlegen einer Gleichspannung durch die Basisplatte hindurch. Im wesentlichen wird eine Hochfrequenz-Anschlußstift-Gitteranordnung definiert, die mit einer Gleichstrom-Anschlußstift-Gitteranordnung durchsetzt ist.
Ein Dichtring für die verschiedenen getrennten Hochfrequenz-Schaltkreise, die auf der oberen Oberfläche des Substrats angeordnet sind, stellt ebenfalls ein Metallgerüst zur Verfügung, das den inneren Bereich, der von den äußeren Wänden des Dichtrings begrenzt wird, in getrennte metallbewandete Kammern unterteilt, wodurch einzelne Kammern für die getrennten Hochfrequenz-Schaltkreise zur Verfügung gestellt werden, die die jedem derartigen Hochfrequenz-Schaltkreis zugeordneten integrierten Schaltkreischips enthalten. In vollständig zusammengebauten Zustand bedeckt ein elektrisch leitfähiger Deckel den Dichtring und versiegelt die Elemente innerhalb der Begrenzungen der Wände des Rings hermetisch. Mit einer Metallbasis und einem Deckel ist jede metallbewandete Kammer im wesentlichen von angrenzenden Kammern hochfrequenzisoliert. Als besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung kann ein derartiger Dichtring zu der gewünschten Form gegossen werden, um maschinelle Bearbeitungen zu vermeiden.
Des weiteren bilden die Leiter, die einen Teil der auf der oberen Oberfläche des Substrats enthaltenen Hochfrequenz-Schaltkreisstruktur bilden, aufgrund der Gestaltung eine Hochfrequenz-Übertragungsleitung, typischerweise eine Mikrostreifenleitung, und haben eine charakteristische Leitungsimpedanz Z₀. Diese Leitung verbindet mit einem zugeordneten elektrischen Verbindungskontakt, der wiederum mit einem der Hochfrequenz-Anschlußstifte an der Substratunterseite verbindet. Um das kleinstmögliche Spannungs-Stehwellenverhältnis (VSWR = Voltage Standing Wave Ratio) zu gewährleisten, hat die koaxiale Übertragungsleitung, die mit einem derartigen Anschlußstift und der zugeordneten Metallkappe gebildet wird, die gleiche charakteristische Impedanz.
In einem Ausführungsbeispiel werden hermetische Übergänge von den internen Mikrostreifen zum Wellenleiter erzielt, indem ein strukturierter Leiter auf dem Substrat über einem Basisplattenwellenleiter verwendet wird. Wellenleiter, die in der unterhalb des Substrats liegenden Basisplatte ausgebildet sind, und Mikrowellenhohlräume in dem oberhalb des Substrates liegenden Dichtring sind in Reihe mit dem strukturierten Leiter gemeinsam hermetisch, schichtweise angeordnet, wobei die zwei letzteren Elemente einen Mikrostreifen-zu-Wellenleiter-Übergang definieren. Die letztere Struktur beseitigt die frühere Praxis, Glasdurchführungen zu verwenden, um direkt in einen Wellenleiter auszustrahlen.
Ausgewählte Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus den 1 bis 7.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
In der Zeichnung:
1 veranschaulicht eine Ausführungsform der Erfindung in einer Explosionszeichnung;
2 veranschaulicht die zusammengebaute Ausführungsform von 1 in einer Ansicht von unten;
3 ist eine perspektivische Aufsicht der zusammengebaute Ausführungsform von 1 ohne Deckel;
4A ist eine vergrößerte, nicht maßstabsgetreue Schnittansicht eines der Hochfrequenz-Anschlußstifte, die in der Ausführungsform von 1 verwendet werden, und 4B ist eine Aufsicht auf einen Teil von 4A;
5 ist eine vergrößerte Explosionszeichnung der unteren rechten Ecke von 3, die einen Teil des Moduls veranschaulicht, das einen Mikrostreifen-zu-Wellenleiter-Übergang enthält;
6 veranschaulicht die Ansicht auf 5, wenn sie von der Oberseite betrachtet wird; und
7 ist eine Teilansicht der Unterseite des Modulsubstrats an der Ecke des Moduls, das in 6 veranschaulicht ist.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Es wird auf 1 Bezug genommen, die eine Explosionszeichnung eines integrierten Schaltkreisaufbaus eines Hochfrequenz-Multi-Chips ist, der die Hochfrequenz-Anschlußstift-Gitteranordnung enthält. Die Anordnung enthält einen flachen steifen elektrischen Isolator, geeigneterweise Aluminiumoxid, der als das Substrat 1 dient, eine Metallbasis 3 und einen Dichtring 5. Ein flacher elektrisch leitfähiger Deckel, der nicht veranschaulicht ist, wird an der Oberseite des Dichtrings befestigt, um den Dichtring abzudecken und den Aufbau zu vervollständigen.
Die Ausführungsform enthält auch eine Anzahl Metall-"Anschlußstifte", die in einer vorbestimmten Konfiguration über der unteren Oberfläche des Substrats angeordnet sind, die die Grundlage für den Ausdruck Anschlußstift-Gitteranordnung bildet. Diese umfassen Anschlußstifte 7, deren Anzahl in der Figur vierzehn beträgt, und Anschlußstifte 9, deren Anzahl vier beträgt. Ein Metallzylinder 11 ist jedem der Anschlußstifte 9 zugeordnet. Die längeren Anschlußstifte 7 dienen als Gleichstromleiter. Die kürzeren Anschlußstifte 9 dienen als der Mittenleiter einer koaxialen Hochfrequenz-Übertragungsleitung, während der zugeordnete Metallzylinder 11 als Außenleiter der Leitung dient. Die Anschlußstifte sind mittels Hartlöt- oder Weichlötmaterial auf geeignete Metallanschlußflecken angebracht, die auf der Unterseite des Substrats 1 ausgebildet sind, das diese trägt. Diese Elemente werden hiernach in Verbindung mit 2 und 3 ausführlicher beschrieben.
Wie bei herkömmlicher Vorgehensweise ist eine Vielzahl integrierter Schaltkreischips, wie z. B. integrierte Halbleiterchipschaltungen 2 und 4, von denen nur zwei in der Figur bezeichnet sind, oberseitig des Substrats befestigt und mit ausgebildeten, auf der Oberseite strukturierten elektrischen Leitern zusammengeschlossen. Des weiteren stellen elektrische Verbindungskontakte elektrisch leitfähige Schaltkreiswege zur Verfügung, die sich von der Unterseite des Substrats zu der Oberseite erstrecken und die geeigneten elektrischen Wege der definierten Schaltkreise miteinander verbinden. Dieser Weg erlaubt Übertragungen der Gleichstromspannung, die notwendig ist, um Betriebsleistung den Vorrichtungen zu liefern, und hochfrequente RF-Spannungen zu und/oder von externen Quellen zu übertragen.
Die integrierten Schaltkreischips und Leiter bilden Hochfrequenz-RF-Schaltkreise, die geeigneterweise in den Frequenzbereichen von Millimetermikrowellen arbeiten. Diese Schaltkreise sind bekannt.
Das Substrat 1 ist aus einem dielektrischen Material, geeigneterweise Aluminiumoxid, in einer flachen Schicht ausgebildet, die starr und steif und im wesentlichen gegenüber korrosivem Gas und/oder anderen Dämpfen undurchlässig ist. Zylindrische Durchgänge, die durch die Dicke des Substrats ausgebildet sind, sind mit aufgebrachtem elektrisch leitfähigem Material vollständig gefüllt und versiegelt, (und) werden als Verbindungskontakte bezeichnet, die in 1 nicht veranschaulicht sind, die einen elektrischen Weg zwischen den oberen und unteren Oberflächen des Substrats zur Verfügung stellen. Die geeignet ausgebildeten und mit den Durchgangswänden versiegelten Verbindungskontakte gewährleisten, daß die Durchgänge relativ undurchlässig gegenüber korrosivem Gas und anderen Dämpfen bleiben. Bei integrierten Schaltkreischips, die höhere Leistungen verbrauchen, kann Berylliumoxid (BeO), das eine ausgezeichnete thermische Wärmesenke ist, durch Aluminiummaterial ausgetauscht werden.
Das Substrat wird oberhalb der Basis 3 in geeigneter Position angeordnet. Eine Anzahl Durchgänge, wie z. B. Durchgänge 13 und 15, sind durch die Basis 3 ausgebildet, geeigneterweise durch Bohren und/oder maschineller Bearbeitung. Durchgänge 13 und 15 sind über die Oberfläche der Platte verteilt. Minimal entspricht die Anzahl derartiger Durchgänge zumindest der Anzahl der Anschlußstifte 7 und 9. Die Verteilung dieser Durchgänge liegt in der gleichen Anordnung wie die der Anschlußstifte vor, so daß jeder Durchgang koaxial mit einem der zugeordneten Anschlußstifte liegt, die sich von dem Substrat 1 nach unten erstrecken, wie es in dem Unterseitengrundriß von 2 veranschaulicht ist, auf die Bezug genommen wird. Durchgänge 17 sind ebenfalls durch die Metallbasis des Moduls maschinell ausgebildet und dienen als rechteckige Wellenleiter, die hier später beschrieben werden. Mehrere Bolzendurchgänge sind geeignet in den Oberflächen der Basis ausgebildet, um ein Befestigen des Moduls auf einer Hauptrechnerplatine oder anderen Trägern zu ermöglichen.
Der Durchmesser der runden Basisdurchgänge ist in ausreichender Weise größer als der Durchmesser der Anschlußstifte, wodurch ein Zwischenraum gebildet und eine Gleichstromisolation gegenüber den Durchgangswänden sichergestellt wird. Die Durchgänge 13 kleinen Durchmessers erlauben es, den zugeordneten Anschlußstift 7 ohne Kontakt mit den metallischen Durchgangswänden darin anzuordnen. Die Durchgänge 15 größeren Durchmessers haben einen Durchmesser, der ausreicht, um das Einsetzen der zylindrischen Metallkappen 11 unter Reibkontakt mit der entsprechenden Durchgangswand zu erlauben. Der Deckel weist intern Merkmale auf, die in Verbindung mit Anschlußstift 9 eine Schnittstelle bilden, die kompatibel mit kommerziell verfügbaren Hochfrequenzanschlüssen ist, die Einschnapp-, SMA-Anschlüsse und Anschlüsse für höhere Frequenzen umfassen, wie hier später beschrieben wird. Einige der Basisdurchgänge sind größer und im Aussehen rechteckig, um zu ermöglichen, daß sich zwei oder mehr Anschlußstifte mit ausreichendem Abstand von dem Substrat in den Durchgang zu erstrecken, um so eine Berührung mit den Durch gangswänden zu vermeiden. Die letzteren Anschlußstifte werden zur Übertragung von Gleichstromspannungen und nicht von Hochfrequenzenergie verwendet.
Das rückwärtige Ende der Metallkappe 11 weist eine runde Mittenöffnung auf, wobei erneut auf 1 Bezug genommen wird. Diese runde Öffnung ist ausreichend groß, um ein koaxiales Einsetzen des zugeordneten Hochfrequenz-Anschlußstifts 9 ohne physikalischen Kontakt mit der Metallkappe 11 zu erlauben.
Rechteckig ausgeformte Durchgänge 17, von denen zwei in dieser Ausführungsform veranschaulicht sind, bilden rechteckige Wellenleiter, die für eine Übertragung von Mikrowellen-Hochfrequenz zu und von den auf dem Substrat 1 angebrachten Schaltkreisen sorgen. Gestaltungsspezifische Leitermuster 18 auf der oberen und der unteren Oberfläche des Substrats wirken so zusammen, daß eine Kopplungsstruktur erzeugt wird, die ein Signal in oder aus dem Wellenleiter überträgt oder empfängt, das sich über den Wellenleiter zu den internen Mikrostreifen-Schaltkreisen ausbreitet. Dies wird hier später in Verbindung mit 5 bis 7 detaillierter beschrieben. Es ist ersichtlich, daß die vorhergehende Wellenleiter-Kopplungsstruktur auch den Bedarf einer Glasdurchführung bei dieser Schnittstelle beseitigt.
Mit den von der unterseitigen Oberfläche des Substrats 1 herausragenden Anschlußstiften 7 und 9, den eingebauten Metallkappen 11, der zusammengebauten Basisplatte 3 und Dichtring 5, wie es von der perspektivischen Aufsicht von 3 veranschaulicht wird, paßt das Substrat bündig in die Basis und bildet mit dem darüberliegenden Dichtring 5 einen dünnen, relativ flachen Aufbau.
Wie in 3 weiter veranschaulicht ist, ist der Dichtring 5 auf dem Barunterliegenden Schaltkreissubstrat angebracht, wobei die Unterkante der äußeren Wand des Dichtrings hermetisch mit dem Substrat versiegelt ist, geeigneterweise durch Hartlöten oder Weichlöten. Die äußere Wand des Dichtrings erstreckt sich kontinuierlich in einer Schleife über der oberen Oberfläche des Substrats 1, um einen internen Bereich zu begrenzen und zu definieren. Er stellt auch ein innere Wände bildendes Metallgerüst zur Verfügung, das von den äußeren Wänden getragen wird, das den Bereich innerhalb der äußeren Wand des Dichtrings in getrennte metallbewandete Kammern unterteilt. Eine Reihe innerer Wände 8, 10, 12 werden von der äußeren Wand in dem inneren Bereich getragen. Die inneren Wände unterteilen die inneren Bereiche in eine Anzahl getrennter Kammern unterschiedlicher Größe und Form, um die getrennten Hochfrequenz-Schaltkreisteile aufzunehmen, die auf dem Substrat angeordnet sind. Die inneren Wände in dem Dichtring 5 bilden oder definieren auch zwei kleine rechteckige, in 1 und 3 gezeigte Fenster 37, die im wesentlichen die gleiche Größe wie die Wellenleiteröffnungen 17 in der Metallbasis haben. Dünne Abdeckungen 16 werden zu dem Dichtring hinzugefügt, um diese ausgebildeten Fenster aus hier später beschriebenen Gründen, die nicht unmittelbar in Beziehung mit der neuartigen Hochfrequenz-Anschlußstift-Gitteranordnung stehen, zu schließen.
Die inneren Wände dienen zum Abschirmen, genauer zum seitlichen Abschirmen, des elektronischen Schaltkreises, der in einer Kammer vorhanden ist, gegenüber störender Hochfrequenzstrahlung, die von einem anderen, in einer anderen Kammer angeordneten Hochfrequenz-Schaltkreis herrührt, und umgekehrt. Wenn das Modul vollständig aufgebaut ist, bedeckt ein elektrisch leitfähiger Deckel den Dichtring und versiegelt die Elemente innerhalb der Grenzen der Dichtungswände hermetisch und dient als weitere Abschirmungssperre, um die definierten internen Kammern zu verschließen. Mit einer Metallbasis und einem Deckel ist jede metallbewandete Kammer von angrenzenden Kammern im wesentlichen hochfrequenzisoliert. Dieser Dichtring kann zu der gewünschten Gestalt umgeformt werden, wodurch maschinelle Bearbeitungsvorgänge vermieden werden.
Es wird auf 4A Bezug genommen, die eine vergrößerte, aber nicht maßstabsgetreue Teilschnittansicht eines Teils des Multi-Chipmoduls über einem der kürzeren Leiteranschlußstifte 9 veranschaulicht und den Aufbau detaillierter zeigt. Ein elektrischer Verbindungskontakt 21 erstreckt sich durch die Dicke des Substrats 1 und stellt einen Übertragungsweg zwischen Anschlußfleck 22 auf der oberen Seite des Substrats und Anschlußfleck 23 zur Befestigung eines Anschlußstifts auf der Unterseite dieses Substrats zur Verfügung.
Anschlußfleck 22 bildet mit einer Mikrostreifen-Übertragungsleitung 25 eine Einheit, die typischerweise 0,0254 cm (10 mils) breit ist, und ist auf der oberen Seite des Substrats strukturiert. Die Übertragungsleitung 25 erstreckt sich zu einem der nicht veranschaulichten Hochfrequenz-Schaltkreise, die auf der oberen Oberfläche des Substrats angebracht sind. Die Übertragungsleitung 25 ist in einer Aufsicht in 4B veranschaulicht, die eine Teilaufsicht des Teils des Aufbaus ist, der in 4A veranschaulicht ist, auf die kurz Bezug genommen werden kann. Die Übertragungsleitung, wie sie auf dem Substrat ausgebildet ist, besitzt eine charakteristische Impedanz Z₀.
Leiteranschlußstift 9 besitzt die Geometrie eines schlanken Zylinders 26 mit einer größeren, dünnen Scheibe an einem Ende. Da 4A den Anschlußstift 9 zusammengefügt mit Hochfrequenzanschluß 29 zeigt, ist der Rest der Länge des Anschlußstiftes in der Figur nicht sichtbar. Der Teil 26 schmaleren Durchmessers hat eine Länge von etwa 0,127 cm (50 mils) und der Teil 28 größeren Durchmessers an der Oberseite des Teils 26, der typischerweise als der "Nagelkopf" des Anschlußstifts bezeichnet wird, ist etwa 0,0152 cm (6 mils) dick. Die Scheibe 28 größeren Durchmessers hat beispielsweise einen Durchmesser von etwa 0,0762 cm (30 mils) und der Zylinder 26 einen Durchmesser von etwa 0,0381 cm (15 mils). Der Anschlußstift 9 ist zur Befestigung auf den Anschlußfleck 23 gelötet, der den Anschlußstift in elektrischem Kontakt mit dem elektrischen Verbindungskontakt 21 bringt, um einen Hochfrequenz-Übertragungsweg zu vervollständigen.
Die elektrischen Verbindungskontakte haben typischerweise einen kleineren Durchmesser als die Anschlußflecken, beispielsweise einen Verbindungskontakt-Durchmesser von 0,02032 cm (8 mils), verglichen mit einem Durchmesser von 0,03556 cm (14 mils) für den Anschlußflecken 22, und einen Durchmesser von 0,1016 cm (40 mils) für Anschlußfleck 23 auf der Unterseite des Substrats 1. Der in der Metallbasisplatte 3 ausgebildete Durchgang ist koaxial mit dem elektrischen Verbindungskontakt 21 ausgerichtet. Der zylindrische Körper der Metallkappe 11 paßt in diesen Durchgang. Das dicke unterlegscheibenförmige Ende 27 der Kappe grenzt an die Unterseite des Substrats 1.
Die charakteristische Impedanz der koaxialen Übertragungsleitung, die von dem Anschlußstift 9 und dem scheibenförmigen Ende der Metallkappe gebildet wird, kann abgestimmt werden, indem sowohl die Breite und Gestalt des Anschlußstifts als auch der Innendurchmesser des unterlegscheibenförmigen Endes der Kappe 11 angepaßt wird. Wobei diese charakteristische Impedanz vorzugsweise so ausgestaltet wird, daß sie mit der gleichen charakteristischen Impedanz Z₀ der Mikrostreifen-Übertragungsleitung 25 übereinstimmt. Ein möglichst enges Anpassen dieser Impedanzen gewährleistet, daß das Spannungs-Stehwellenverhältnis den minimalen Wert 1 hat oder möglichst nahe zu dem Wert liegt, der, wie es für Fachleute auf diesem Gebiet geläufig ist, eine maximale Hochfrequenz-Leistungsübertragung zwischen den Segmenten der gebildeten Übertragungsleitung sicherstellt. Eine zusätzliche Impedanzanpassung wird auch erreicht, indem das Leitermuster von Anschlußfleck 22 und der verbindenden Übertragungsleitung 25 abgestimmt wird.
Die Metallkappe ist an dem offenen Ende dimensioniert, um einen herkömmlichen koaxialen Anschluß 29 aufzunehmen, wie z. B. den bekannten Gilbert-Anschluß. Dieser Anschluß ist so gestaltet, daß er die gleiche charakteristische elektrische Impedanz Z₀ hat, auf die vorher Bezug genommen wurde. Die Wände der Kappe können die äußeren Wände des Anschlusses unter Reibung einrasten lassen, um die letzteren in Position zu halten. Alternativ kann die inneren zylindrische Wand der Kappe als Gewinde ausgebildet sein, um einen koaxialen Stecker mit Gewinde (vom Gewindetyp) aufzunehmen und zu halten. Die Verwendung von Kappen vereinfacht die Herstellung der Basis 3 oftmals. Jedoch werden in einigen Fällen keine Kappen verwendet, und die internen Kappenmerkmale werden unmittelbar in die Basis maschinell eingearbeitet.
Die Länge und Form der Leiteranschlußstifte, die verwendet werden, um von einer externen Quelle eine Gleichstromspannung zu den Schaltkreisen zu koppeln, kann jede gewünschte Gestalt aufweisen, da die Gestalt nicht wichtig ist. Geeigneterweise kann es ein gerader Zylinder sein, der sich über die Länge der Durchgänge in der Metallplatte erstreckt. Ein gängiger Gleichstromanschlüsse kann in den Durchgang eingesteckt werden, der einen Leitersockel bildet und eine elektrische Verbindung zu dem zugeordneten Gleichstromleiter-Anschlußstift herstellt.
Es sollte erwähnt werden, daß das Substrat 1 einen flachen Masseleiter auf jeder seiner oberen und unteren Oberflächen aufweist, die zusammen mittels eines elektrischen Verbindungskontakts elektrisch verbunden sind, was eine bekannte Vorgehensweise ist. Die flache Masseleiterschicht an der Unterseite des Substrats überdeckt im wesentlichen die gesamte Unterseite, abgesehen von den Öffnungen für die Anschlußstifte und Deckel, und wobei auch die Öffnungen für den Mikrostreifen-zu-Wellenleiter-Übergang, der hier später beschrieben wird, ausgenommen werden. Die Metallbasisplatte 3 kontaktiert, indem sie an die unterseitige Oberfläche angrenzt, den flachen Masseleiter, und der Metalldichtring 5 kontaktiert an der oberen Seite den anderen flachen Masseleiter. Dies bringt diese Elementen in elektrischen Kontakt, so daß sie elektrisch geerdet werden können, wenn sie auf einer Hauptplatine in Betrieb genommen werden. Die gemeinsame Erdung auf jeder Seite des Substrats ermöglicht auch eine Abschirmung von Hochfrequenzfeldern, die während des Betriebs von den in dem Modul installierten integrierten Schaltkreischips erzeugt werden.
In der Praxis werden die vorherigen Elemente zu einem Multi-Chipgehäuse gestaltet. Um eine gekapselte Multi-Chipanordnung mit den vorherigen Elementen zu vervollständigen, wird ein nicht veranschaulichter Deckel zumindest an der oberen Kante der äußeren Wand des Dichtrings hermetisch versiegelt, wobei der innere Bereich, der die Schaltkreis- und Mikroelektronikchips an der oberen Oberfläche des Substrats enthält, an allen sechs Seiten begrenzt, hermetisch versiegelt und gegen externe Gase abgeschirmt wird.
Die vorhergehende Anschlußstift-Gitteranordnung ermöglicht ein kompaktes Multi-Chip-Modulgehäuse, das im wesentlichen als ein schichtweiser Aufbau einer Basisplatte, eines Substrats, eines Dichtrings und eines Deckels ausgebildet ist. Als zusätzliches Merkmal für das Modul und als Zusatz für die beschriebene Struktur der neuartigen Anschlußstift-Gitteranordnung, enthält die bevorzugte Ausführungsform auch eine neuartige Anordnung eines Mikrostreifen-zu-Wellenleiter-Übergangs, die in eine derartige schichtweise Konfiguration für diese Module für Anwendungen, die rechteckige Wellenleiterverbindungen benötigen, integriert werden kann. Derartige Mikrostreifen-zu-Wellenleiter-Übergänge sind in der vorherigen Ausführungsform an zwei beabstandeten Stellen enthalten, wie zuvor kurz bei der Einführung der integral ausgebildeten Wellenleiter 17 in 1 und 2 erwähnt wurde. Es wird auf die Explosionszeichnung des unverdeckten, in 5 veranschaulichten Moduls Bezug genommen, die die weitest rechts liegende Ecke der Ausführungsform von 3 veranschaulicht, wobei sie einen der Mikrostreifen-zu-Wellenleiter-Übergänge mit entfernter Abdeckung 16 und/oder dem entfernten Moduldeckel in einer vergrößerten Ansicht enthält, und auch der oberen rechten Ecke der Explosionszeichnung von 1 entspricht, ebenfalls in größerem Maßstab, aber mit der entfernten Abdeckung 16.
Ein Metallfeld 18 ist, wie veranschaulicht, auf der oberen Oberfläche des Substrats 1 ausgebildet und hat eine im wesentlichen rechteckige Form und ist in einem im wesentlichen rechteckig gestalteten Bereich oder Fenster 31 eines freigelegten Dielektrikums der Substratoberfläche angeordnet. Das Metallfeld 18 stellt eine Verbindung zu einem dünnen Leiter 33 her, der als eine Mikrostreifenübertragungsleitung zu anderen, nicht veranschaulichten Elementen in dem Modul arbeitet. Das Fenster 31 ist von einem Leiter 35, genauer einem C-förmigen Rahmen, umrahmt, der für die sich zu dem Metallfeld 18 erstreckende Leitung 33 einen Weg durch den Rahmen ermöglicht. Wie in dieser Explosionszeichnung veranschaulicht ist, liegt das dielektrische Fenster 31 über dem Ende des rechteckigen Wellenleiters 17 und ist zu diesem ausgerichtet.
Eine entsprechende, in dem Dichtring 5 ausgebildete rechteckig geformte Fensteröffnung 37 hat im wesentlichen die gleiche Größe und Fläche wie der Leiter 35. Sie ist auch zu dem Fenster 31 ausgerichtet und liegt über diesem Fenster. Der Dichtring hat eine vorbestimmte Dicke. Bei den kurzen Wellenlängen, die für den Betrieb der bevorzugten Ausführungsform ins Auge gefaßt werden, ist die Dichtringdicke hinsichtlich dieser Wellenlänge bedeutsam. So wird mit einer Metallabdeckung 16 oder einer anderen Metallwand, die über dem Fenster 37 in dem Dichtring an einer vorbestimmten Tiefe angebracht ist, ein flacher metallbewandeter Resonanzhohlraum gebildet. Wenn der Dichtring, das Substrat und die Basisplatte schichtweise in eine zusammengebaute Beziehung gebracht werden, ist dieser Resonanzhohlraum an der unteren Seite des Metallfeldes 18 angeordnet.
Wie in der Teilaufsicht von 6 veranschaulicht ist, ist der rechteckig geformte Bereich oder Fenster 31 eines dielektrischen Materials an der oberen Oberfläche des Substrats 1 zu dem rechteckigen, in dem Dichtring 5 ausgebildeten Fenster 37 ausgerichtet und liegt darunter. Das Leitermetallfeld 18 hat eine rechteckige Form und überdeckt nur einen kleinen Teil des Bereichs von dem Fenster 31 auf dem Substrat. Die unterseitige Oberfläche des Substrats 1 an der gleichen Stelle ist in 7 veranschaulicht. Wie dort gezeigt ist, ist die unterseitige Oberfläche des Substrats 1 von einer Metallschicht 32 bedeckt, wobei auf der Unterseite der rechteckig geformte Fensterbereich 39 ausgespart wird. Der letztere Bereich ist zu dem Fenster auf der oberen Seite des Substrats ausgerichtet.
Wie früher beschrieben wurde, wird in dem Dichtring 5 in 6, wenn sie vollständig zusammengebaut ist, ein Mikrowellen-Resonanzhohlraum auf der unteren Seite des Substrats geschaffen. Die Länge, Größe und Beabstandung des Metallfeldes 18, der rückseitigen Öffnung 39 und die Größe des Hohlraums werden durch Gestaltung und Erprobung dimensioniert, um zu gewährleisten, daß die von einer Mikrostreifen-Übertragungsleitung zugeführte Mikrowellenenergie sich zufriedenstellend in den rechteckigen Wellenleiter ausbreitet und elektrische Felder in dem Wellenleiter erregt, geeigneterweise in dem Hauptausbreitungs- oder TE₀₁-Mode, und daß die VSWR zwischen dem Übergang und der Mikrostreifenleitung 33 möglichst niedrig ist. Es ist zu beachten, daß die vorherige Konfiguration einen neuartigen Mikrostreifen-zu-Rechteckwellenleiter-Übergang definiert, der in dem Modul integriert ist und die kompakte Größe des Moduls nicht beeinträchtigt.
Jedes der Hauptelemente des Multi-Chipmodul-Gehäuses, namentlich der Dichtring, der Deckel und das Substrat, sollte thermische Ausdehnungscharakteristika besitzen, die möglichst gut zusammenpassen. Wenn das Substrat aus einem Aluminiummaterial besteht, sind sowohl der Deckel als auch der Dichtring typischerweise aus einem Material gebildet, geeigneterweise das gut bekannte Alloy 46 oder Kovar, das thermi sche Ausdehnungscharakteristika besitzt, die gut mit den thermischen Ausdehnungscharakteristika des Aluminiumsubstrats zusammenpassen.
Der Metalldeckel und die Metallbasis 3, wenn sie vollständig in dem Gehäuse zusammengebaut sind, stellen an den Ober- und Unterseiten der Kammer vergleichbare Abschirmungen zur Verfügung, und somit wird der elektronische Schaltkreis in der gebildeten Kammer begrenzt. Diese Abschirmung isoliert die Hochfrequenzenergie, die in einer Kammer erzeugt werden kann, vom Übergang in (eine benachbarte Kammer) und vom Verursachen von Interferenzen mit den Vorrichtungen in einer benachbarten Kammer. Die Größe und Form dieser Kammern und somit der internen Wände wird von der Geometrie und Größe der elektronischen Komponenten und Schaltungen bestimmt, die auf dem Schaltkreissubstrat angeordnet sind.
Auch wenn die vorhergehende Ausführungsform nur drei Hochfrequenz-Anschlußstifte enthält, ist ersichtlich, daß eine größere Anzahl von Hochfrequenz-Anschlußstiften enthalten sein kann und alle derartigen Mengen beabstandet angeordneter Anschlußstifte von zwei oder mehr Hochfrequenz-Anschlußstiften als Anordnung bezeichnet werden können. Des weiteren ist einzusehen, daß andere leitfähige Anschlußstifte auch beabstandet über der Substratoberfläche angeordnet sind, um Gleichstromübertragungswege zur Verfügung zu stellen. Diese bilden auch eine Anordnung, wenn auch keine Hochfrequenz-Anschlußstift-Gitteranordnung. Diese Anschlußstift-Gitteranordnung wird von der vorherigen Hochfrequenz-Anschlußstift-Gitteranordnung durchsetzt. Zur einfachereren Handhabung und im Kontext dieser Spezifikation und Ansprüche wird es bevorzugt, jede Anschlußstift-Gitteranordnung, die einige Teile der Hochfrequenz-Anschlußstifte enthält, als Hochfrequenz-Anschlußstift-Gitteranordnung zu bezeichnen, auch wenn die Anordnung Anschlußstifte enthält, die nur Gleichstromspannungen übertragen.
Herkömmliche Gehäuse enthielten eine Metallbasis wesentlich größerer Dicke, in der von den Wänden des Dichtrings definierte Kammern maschinell herausgearbeitet wurden, d. h. von dem oberen Ende der Metallbasis herausgeschnitten wurden. Dies erzeugte eine wesentlich schwerere Basis oder Gehäuse. Wegen der Notwendigkeit, maschinell zu bearbeiten, war es teurer zu fertigen.
Des weiteren wurden herkömmliche Durchführungen, insbesondere Gleichstrom- und Hochfrequenz-Durchführungen vom Glastyp, in Durchführungsdurchgängen ausgebildet, die durch diese Metallbasis gebohrt wurden. Die Anschlußstifte der Durchführungen ragten zur Verbindung mit einem entsprechenden Substrat aufwärts in die entsprechenden Kammern und mußten mit den geeigneten Schaltkreisanschlußstellen auf dem Substrat verkabelt und verlötet werden, wenn das letztere angebracht wurde. Aufgrund des herkömmlichen Aufbaus war es jedoch nicht möglich, ein einzelnes Substrat zu verwenden. Ein Schaltkreissubstrat wurde für jede einzelne Kammer hergestellt. Nachdem die entsprechenden Mikroelektronikchips mit dem geeigneten Substrat zusammengebaut wurden, wurden die einzelnen Schaltkreissubstratanordnungen einzeln an die richtige Stelle innerhalb ihrer entsprechenden Kammer abgelegt. Danach wurden die hervorstehenden Durchführungsanschlußstifte mit den entsprechenden Anschlüssen an dem entsprechenden Substrat verkabelt. Man erhielt dann eine größere Anzahl Teile und eine komplexere Vorgehensweise beim Zusammenbau, als bei der vorliegenden Erfindung.
Somit ist erkennbar, daß die Erfindung ein einfacheres und leichter herzustellendes Hochfrequenz-Multi-Chipgehäuse als zuvor bietet. Durch die Beseitigung von Glasdurchführungen sind die Einzelteile des Gehäuses und das Gehäuse robuster als der vorherige Gehäuseaufbau, wodurch die Herstellungskosten reduziert werden und aufgrund einer vergrößerten Ausbeute die Herstellungszeit verringert wird.

Claims

Multi-Chipmodul-Gehäuse, für Mikrowellenanwendungen, mit: – einem Substrat (1) aus dielektrischem Material, das wenigstens einen elektronischen Hochfrequenzschaltkreis aufweist, – einem Dichtring (5) aus Metall, der auf einer oberen Oberfläche des Substrats (1) angebracht ist, und eine Umfangswand zum Eingrenzen eines vorbestimmten Bereichs der oberen Oberfläche des Substrats (1) und wenigstens eine Hilfswand (8) aufweist, um den vorbestimmten Bereich in getrennte erste Kammern zu unterteilen, – einem elektrisch leitfähigen Deckel, der an der Oberseite des Dichtrings (5) befestigt ist und den Raum zwischen Substrat (1) und Dichtring (5) gasdicht versiegelt, – elektrischen Verbindungskontakten (21), die sich durch das Substrat (1) erstrecken und in einer räumlichen Anordnung beabstandet angeordnet sind, wobei jede der ersten Kammern wenigstens einen Verbindungskontakt (21) aufweist, – erste leitfähige Anschlussstifte (9), die erste, mit einem ersten Teil der Verbindungskontakte (21) verbundene Enden und zweite, sich von dem Substrat (1) weg erstreckende Enden aufweisen, wobei die ersten Enden der ersten Anschlussstifte (9) an der Unterseite des Substrats (1) befestigt sind, – einer Basisplatte (3) aus Metall, die auf einer unteren Oberfläche des Substrats (1) angebracht ist und Durchführungen (15) aufweist, die in einer der räumlichen Anordnung der Verbindungskontakte (21) entsprechenden Anordnung angebracht und mit diesen so ausgerichtet sind, dass je ein zweites Ende der ersten Anschlussstifte (9) in einer entsprechenden Durchführung (15) angeordnet ist, wobei – Kappen (11) aus Metall in denjenigen Durchführungen (15) befestigt sind, in denen die ersten Anschlussstifte (9) angeordnet sind, wobei die Kappen (11) einen hohlzylindrischen Teil mit einer profilierten oder abgestuften Innenwand aufweisen, der jeweils einen der ersten Anschlussstifte (9) berührungsfrei in der Weise umgibt, dass jede Kappe (11) und der ihr zugeordnete erste Anschlussstift (9) eine koaxiale Übertragungsleitung definieren, die eine charakteristische Impedanz Z₀ hat.
Multi-Chipmodul-Gehäuse gemäß Anspruch 1, mit: – einem ersten Masseleiter, der zwischen der oberen Oberfläche des Substrats (1) und dem Dichtring (5) angeordnet ist, – einem zweiten Masseleiter, der zwischen der unteren Oberfläche des Substrats (1) und der Basisplatte (3) angeordnet ist, wobei die Masseleiter, der Dichtring (5) und die Basisplatte (3) leitend verbunden sind.
Multi-Chipmodul-Gehäuse gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei elektrische Übertragungsleitungen (25) eine charakteristische Impedanz Z₀ haben und wenigstens eine Übertragungsleitung (25) mit einem ersten Verbindungskontakt (21) in den ersten Kammern verbunden ist.
Multi-Chipmodul-Gehäuse gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zweiten leitfähigen Anschlussstiften (7), die erste, mit einem zweiten Teil der elektrischen Verbindungskontakte (21) verbundene Enden und zweite, sich von dem Substrat (1) weg erstreckende Enden aufweisen.
Multi-Chipmodul-Gehäuse gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die ersten Anschlussstifte (9) eine erste Länge haben.
Multi-Chipmodul-Gehäuse gemäß Anspruch 5, bei dem die zweiten Anschlussstifte (7) eine zweite Länge haben.
Multi-Chipmodul-Gehäuse gemäß Anspruch 6, bei dem die Durchführungen (15) in der Basisplatte (3) eine dritte Länge haben, wobei die dritte Länge größer als die erste und die zweite Länge der jeweiligen Anschlussstifte (7, 9) ist.
Multi-Chipmodul-Gehäuse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Innenwand der Kappen (11) derart profiliert oder gestuft ist, dass ein unterlegscheibenförmiges Ende (27) des zylindrischen Teils gebildet wird, durch das eine runde Mittenöffnung an der Unterseite des Substrats (1) definiert ist.
Multi-Chipmodul-Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das Substrat (1) ein dielektrisches Material umfasst, starr ist, eine flache Form hat und einen ersten flachen Masseleiter auf einer oberen Oberfläche und einen zweiten flachen Masseleiter auf einer unteren Oberfläche aufweist, wobei der zweite flache Masseleiter mit dem ersten flachen Masseleiter verbunden ist, um die flachen Masseleiter elektrisch zu verbinden, bei dem der Metalldichtring (5) in Kontakt mit dem ersten flachen Masseleiter an der oberen Oberfläche des Substrats (1) angebracht ist und eine Vielzahl Hilfswände hat, die mit der Umfangswand verbunden sind und in dem vorbestimmten Bereich angeordnet sind, um den vorbestimmten Bereich in eine Vielzahl getrennter Kammern zu unterteilen, von denen zumindest eine einen der elektrischen Verbindungskontakte (21) enthält, bei dem das Substrat (1) zusätzlich eine Vielzahl elektrischer Übertragungsleitungen (25) aufweist, wobei die Übertragungsleitungen (25) zwischen den getrennten Kammern verteilt sind, wobei zumindest eine der Vielzahl Übertragungsleitungen (25) elektrisch mit einem entsprechenden ersten Teil der elektrischen Verbindungskontakte (21) verbunden ist, wobei jede der Übertragungsleitungen (25) eine charakteristische Impedanz Z₀ hat, bei dem die Basisplatte (3) aus Metall im Abschluss mit der unterseitigen Oberfläche des Substrats (1) in Kontakt mit dem zweiten flachen Masseleiter angeordnet ist, um die Metallbasisplatte (3), den zweiten flachen Masseleiter, den ersten flachen Masseleiter und den Dichtring (5) elektrisch zu verbinden, und bei dem die zweiten leitfähigen Anschlussstifte (7) von entsprechenden der Durchführungen (13) in der Basisplatte (3) aus Metall aufgenommen werden.
Multi-Chipmodul-Gehäuse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem – die Basisplatte (3) Wellenleiterdurchführungen (17) zum Leiten von Hochfrequenzenergie enthält, – die ersten Kammern zweite Kammern umfassen, deren Anzahl der Anzahl der Wellenleiterdurchführungen (17) durch die Basisplatte (3) entspricht und die über entsprechenden Wellenleiterdurchführungen (17) angeordnet sind, – das zwischen dem Dichtring (5) und der Basisplatte (3) angeordnete Substrat (1) strukturierte Metalleiter auf der oberen Oberfläche aufweist, die über entsprechenden Wellenleiterdurchführungen (17) liegen und einen vorbestimmten Bereich überdecken, der kleiner als der Querschnitt der Wellenleiterdurchführungen (17) ist, wobei Durchführungen durch das Substrat (1) freigelassen sind, um Mikrowellenenergie durch das Substrat (1) zu Wellenleitern zu übertragen, wobei die strukturierten Metallleiter, das Substrat (1) und die entsprechende Kammer einen Mikrostreifenleitung-zu-Wellenleiter-Übergang definieren.
Multi-Chipmodul-Gehäuse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die ersten leitfähigen Anschlussstifte (9) eine nagelstiftförmige Gestalt haben, die einen scheibenförmigen Teil eines ersten Durchmessers und einer ersten Dicke, und einen zweiten zylinderförmigen Teil eines zweiten Durchmessers, der kleiner als der erste Durchmesser ist, und einer zweiten Länge aufweist, wobei die beiden Teile jedes Anschlussstifts (9) koaxial zueinander ausgerichtet sind.
Multi-Chipmodul-Gehäuse gemäß Anspruch 11, mit Anschlussflecken (23) zum Befestigen der ersten Anschlussstifte (9), die mit der Unterseite des Substrats (1) verbunden sind, jeweils einem elektrischen Verbindungskontakt (21) zugeordnet sind, eine scheibenförmige Gestalt haben, sowie zu den elektrischen Verbindungskontakten (21) koaxial ausgerichtet und mit diesen elektrisch verbunden sind, um die Anschlussstifte (9) indirekt mit den elektrischen Verbindungskontakten (21) zu verbinden, wobei die Anschlussflecken (23) eine dritte Dicke und einen dritten Durchmesser haben, der größer als der zweite vorbestimmte ist.
Multi-Chipmodul-Gehäuse gemäß Anspruch 12, bei dem – der erste Durchmesser 0,0762 cm und die erste Dicke 0,01524 cm beträgt, – der zweite Durchmesser 0,0381 cm beträgt und die zweite Länge im Bereich zwischen 0,1016 cm und 0,254 cm liegt, und – der dritte Durchmesser 0,1016 cm und die dritte Dicke 0,00508 cm beträgt.