DE60131643T2

DE60131643T2 - Leiterplatte und entsprechendes Herstellungsverfahren zur Installation von Mikrowellenchips bis zu 80 Ghz

Info

Publication number: DE60131643T2
Application number: DE60131643T
Authority: DE
Inventors: Giovanni Ivano Biffi; Carlo San Martino Spino Buoli; Alessandro Zingirian
Original assignee: Siemens SpA
Current assignee: Siemens SpA
Priority date: 2001-07-26
Filing date: 2001-07-26
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2021-07-27
Also published as: EP1280392B1; EP1280392A1; DE60131643D1; ATE379958T1

Description

Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Mikrowellenschaltung und insbesondere eine Leiterplatte mit planaren Schaltungen bis zu 80 GHz und ein relevantes Herstellungsverfahren.
Allgemeiner Stand der Technik
1 zeigt allgemein eine Leiterplatte einschließlich Mikrowellennetzen und nicht gemäß den Kriterien des jüngsten bekannten Stands der Technik implementiert. Zu sehen sind ein dielektrisches Substrat 1 vom Mehrschichttyp wie jene aus mit Faserglas verstärktem Kunststoff, die üblicherweise in der Leiterplattentechnik verwendet werden. Das Substrat 1 trägt ein Schaltungslayout auf der Vorderseite einschließlich metallisierter Löcher für die Verbindungslöcher (Verbindungssloch) zu den anderen Schichten. Mit dem oben erwähnten Layout verbunden sind zu sehen: zwei Mikrowellenschaltungsmodule 2 und 3, gemäß dem bekannten Verfahren implementiert, eine integrierte Schaltung 4, die bei niedriger Frequenz arbeitet, ein Widerstand 5 mit einem Kondensator 6, ein spannungsgesteuerter Oszillator 7 und ein Eingangs-/Ausgangs-Verbinder 8 für den Transport von Versorgungen und von Niederfrequenzsignalen. Das Substrat 1 mit der oben erwähnten Schaltung bildet eine funktionale Einheit, die als Vorsichtsmaßnahme in einem in der Figur nicht sichtbaren Metallgehäuse enthalten ist, das die Möglichkeit mechanischer Abstützung und Wärmeableitung liefert. Günstigerweise sind mehrere Einheiten dieses Typs mit einem in einem entsprechenden Rahmen untergebrachten Gerät, beispielsweise einem Sendeempfänger, zusammengeschaltet.
Die Metallgehäuse 2 und 3 enthalten Mikrostreifenschaltungen (Mikrostreifen) auf einem Aluminiumoxidsubstrat, in einer späteren Figur sichtbar. Die Wände der Metallgehäuse werden von zylindrischen Verbindern gb durchquert (beispielsweise von dem als Glasperle bekannten Typ), die mit dem Schaltungslayout auf dem Substrat 1 an einem Ende und mit den Layouts auf Aluminiumoxid an dem anderen Ende verbunden sind für den Transport von Versorgung zu aktiven Einrichtungen innerhalb der Module 2 und 3 und für die Eingabe/Ausgabe einiger Signale bezüglich Mikrowellenschaltungen innerhalb der Module. Die oben erwähnten Wände werden auch von einem oder mehreren Koaxialverbindern ccx für eine gleiche Anzahl von Koaxialkabeln 9 und 10 einer Zusammenschaltung zwischen Modulen 2 und 3 bzw. Eingabe-/Ausgabe-Modulen von Mikrowellensignalen jeweils von und zu anderen Funktionseinheiten ähnlich den in 1 gezeigten durchkreuzt.
Die geometrische Gestalt des Schaltungslayouts auf dem Substrat 1 soll den Stand der Technik nur andeuten, falls es tatsächlich irgendwo ein ähnliches Layout gibt, an dem Signale mit niedrigeren Frequenzen im Vergleich zu Mikrowellen beteiligt sind, mit der einzigen Ausnahme des mit einer gepunkteten Linie angegebenen Bereichs betreffend den spannungsgesteuerten Oszillator 7 oder VCO (Voltage Controlled Oszillator), an dem Mikrowellensignale beteiligt sind.
Diese Möglichkeit zum Verwenden von Substraten, die durch einen hohen dielektrischen Verlust gekennzeichnet sind, wie etwa solche in mit Faserglas verstärktem Kunststoff, zum Implementieren eines Mikrowellen-VCO ist unter dem Namen des gleichen Anmelders in EP 992107 beschrieben. In diesem spezifischen Fall könnten die Mikrowellen 18 GHz erreichen, ohne die Arbeitscharakteristik des VCO abzuändern.
In 1 ist zu erkennen, dass der VCO 7 aus einem Transistor TR vom GaAs-FET-Typ in invertierter Kanalkonfiguration besteht, mit einem Varaktor VC verbunden und mit einer Versorgungs- und Steuerschaltung verbunden, die in einem anderen Bereich des Substrats 1 platziert ist, in der Figur nicht gezeigt, der durch metallisierte Löcher erreicht wird. Der GaAs-FET-TR und der Varaktor VC sind Einrichtungen, die mit einem hermetischen Gehäuse ausgestattet sind, aus dem die Kontaktmetallelemente herausgeführt sind. Auf der Rückseite der ersten Laminierung des Substrats 1 befindet sich ein metallisierter Bereich, der mit dem VCO 7 für die Mikrostreifenausbildung zusammenfällt.
Wie zu erkennen ist, ist der von dem Layout von VCO 7 belegte Bereich ein mimimaler, wodurch der Leistungsverlust der Mikrowellenschwingung während ihrer Ausbreitung durch das Substrat mit hohem Verlust auf ein Minimum reduziert wird. Dazu ist die Sourceelektrode des GaAs-FET-TR direkt an die Erdungsebene durch metallisierte Löcher geschweißt, der Varaktor VC ist in striktem Kontakt mit der Gateelektrode des GaAs-FET-TR platziert, und der VCO enthält nicht den traditionellen Resonanzhohlraum mit dem enthaltenen dielektrischen Resonator; auch vier Stichleitungen st sind an kritischen Zwischenverbindungspunkten der Baugruppe eingesetzt, die aus dem Transistor-Varaktor mit dem Rest des VCO 7 besteht, um die Zirkulation des Mikrowellensignals auf Versorgungsleitungen zu verhindern. Es war nicht nötig, den VCO 7 in ein Metallgehäuse aufzunehmen, wenn man seine geringe elektromagnetische Interferenz auf den benachbarten Bereichen des Substrats 1 berücksichtigt.
Unter Bezugnahme auf 2 ist das generische Mikrowellenmodul 3 von 1 zu erkennen, bei dem die Abdeckung des Metallgehäuses entfernt worden ist, um drei (chipinterne) Nacktchip-Mikrowelleneinrichtungen cp1, cp2 und cp3 und zwei Aluminiumoxidsubstrate 11 und 12, die auf beiden Seiten adäquat metallisiert sind, um zwei entsprechende Layouts im Mikrostreifen zu erhalten, durch Linien 11' beziehungsweise 12' gezeigt, zu zeigen. Chipinterne Einrichtungen und die Aluminiumoxidsubstrate sind durch ein leitendes Harz an das Metallgehäuse 3 geklebt oder daran geschweißt. Der Chip cp1 ist ein integrierter monolithischer Mikrowellenchip, auch unter der Abkürzung MMIC (monolithic microwave integrated circuit) bekannt, die Chips cp2 und cp3 sind zwei monolithische Kondensatoren, die die Versorgungsspannungen filtern. Wie bereits gezeigt besitzen chipinterne Einrichtungen kein Gehäuse und besitzen Anschlüsse in Gestalt von Metallpads auf dem Siliziumoxidsubstrat und einem Erdungskontakt entsprechend einer erweiterteren Metallisierung auf der Rückseite. Die Kondensatoren cp2 und cp3 weisen eine mit Masse direkt am Metallgehäuse 3 verbundene Elektrode und die andere, mit einem relevanten Anschluss des Chips cp1 verbundene Elektrode auf; zwei zusätzliche Elektroden des Chips cp1 sind mit Mikrostreifen 11' und 12' für die Eingabe und Ausgabe der Signale verbunden. Die Verbindungen sind durch Thermokompressionsschweißen durch Hand hergestellt. Die in 2 dargestellte Schaltungskonfiguration ist nur als eine Andeutung des Stands der Technik auf dem Gebiet der integrierten Mikrowellenschaltungen (MIC) angegeben, die in Metallgehäusen enthaltene Substrate mit hohem dielektrischen Verlust verwenden.
Es ist nun möglich, einige Begrenzungen von integrierten Mikrowellenschaltungen in der bekannten Technik hervorzuheben. Es muss zuerst betont werden, dass, ungeachtet der von der in der erwähnten Patentanmeldung unter dem Namen des gleichen Anmelders beschriebenen Erfindung herrührenden Vorteile, durch das Layout 7 von 1 klar betont, zu sehen ist, dass die gleiche Figur auch die Unmöglichkeit anzeigt, die den VCO 7 aufweisende Implementierungsumgebung auf die ganze Mikrowellenschaltung auszudehnen. Diese Unmöglichkeit leitet sich von zwei übereinstimmenden Ursachen her, von denen eine lediglich die der hohen Verluste des Substrats in mit Faserglas verstärktem Kunststoffs ist, etwas mehr als 1 dB für die Wellenlänge, und eine zweite die Unmöglichkeit ist, Wärmeleistung in den Befestigungsbereich von Mikrowellenchips mit einer bestimmten Ableitungskapazität abzuleiten. Es wird betont, dass die erwähnte Erfindung nur die Implementierung eines VCO betraf, das heißt von Schaltungen, durch die kaum elektrische Leistung fließt, bei denen der von dem Mikrowellensignal abgedeckte Weg auf das Mindestausmaß reduziert war; ungeachtet dieser Maßnahmen überstieg die höchste Arbeitsfrequenz nicht 18 GHz. Dies bedeutet, dass es unter allgemeineren Nutzungsbedingungen der Mikrowellenschaltungen im Vergleich zu denen für den oben erwähnten VCO definierten hinsichtlich sowohl der Frequenz als auch des Leistungswerts im Transit unmöglich ist, die Vorteile zu nutzen, um sowohl die bei niedriger Frequenz arbeitenden Schaltungen als auch die Mikrowellenschaltungen auf einer einzelnen Platine in Faserglas verstärktem Kunststoff zu erhalten. Da wir bei der Technik von Telekommunikationsgeräten eine kontinuierliche Verschiebung von Frequenzgrenzen (gegenwärtig über 50 GHz) unterstützen, kann bei Betrachtung der Notwendigkeit, dass die Signale zum Übertragen verstärkt werden müssen und der Tatsache, dass es nicht immer möglich ist, die Länge von Mikrostreifen zu minimieren, gesagt werden, dass die üblichen Realisierungstechniken von Mikrowellenschaltungen, die zur Baugruppe von 1 führen, immer noch dominant sind, wenngleich in Anwesenheit der obigen Erfindung relevant für den VCO 7. Aus dem Obengesagten ist zu sehen, wie die Mikrowellenmodule 2 und 3 von 1 profitabel auf Schaltungen zugeschnitten werden, die bei Frequenzen über 18 GHz arbeiten, und/oder von nicht vernachlässigbaren elektrischen Leistungen durchquert werden oder wenn sogar die hohen Verluste des Substrats die Unmöglichkeit involvieren würden, Layouts zu erhalten, die physisch implementiert werden könnten.
Innerhalb der oben erwähnten Module ermöglicht die Befestigung von Nacktchips direkt an dem Metallgehäuse das adäquate Ableiten der entwickelten Wärmeleistung, wobei man gleichzeitig eine beste elektrische Erdung erhält. Zudem sind dielektrische Verluste von Aluminiumoxidsubstraten 11 und 12 von 2 sehr gering, und sie können bei Erreichen hoher Frequenzen sogar vernachlässigt werden.
Deshalb besitzen die Beschränkungen für die Mikrowellen der Mehrschichtenkarten in mit Faserglas verstärktem Kunststoff für Mikrowellenmodule 2 und 3 von 1 keine Bedeutung.
Deshalb würde es so aussehen, als wenn die Hoffnung vereitelt wäre, auf Mikrowellenschaltungen die gleichen automatischen oder halbautomatischen Montagetechniken auszuweiten, die bei der Implementierung von Leiterplatten bereits allgemein verwendet werden. Diese negativen Schlüsse würden durch die zusätzliche Frequenzbeschränkung verstärkt, die nicht den Substratverlusten zugeschrieben werden kann, die ein Mikrowellenlayout auf der Vorderseite aufgrund der Tatsache erfahren würde, da es auf dieser Seite keinen guten Erdungskontakt erhält. Da die Erdungsebene auf der Mehrschichtenrückseite platziert ist, sind metallisierte Löcher erforderlich, um die oben erwähnten Kontakte zu implementieren. Die bekannten Induktionseffekte dieser Art von Verbindungen begrenzen das Band, wodurch die auf dem Fall der Mikrowellenmonolithik zurückzuführenden begrenzenden Effekte verstärkt werden. Die Verluste des Glasfasersubstrats sind in jedem Fall der dominante Faktor, durch den es unmöglich wird, jedes Layout bei Frequenzen signifikant über 18 GHz zu implementieren. Der Mangel ist mit der physikalischen Natur des elektromagnetischen Ausbreitungsphänomens in den Materialien verbunden, und deshalb ist es intrinsisch unmöglich zu eliminieren. Um die durch das Substrat eingeführte Dämpfung wettzumachen, wäre es erforderlich, die Verstärkung entlang einem Weg in Mikrostreifen zu verteilen, doch erscheint es beim gegenwärtigen Stand der Technik unsinnig, diesen Weg zu verfolgen. Es ist dann erforderlich, Substrate mit niedrigem dielektrischen Verlust zu nutzen und zum Vermeiden von Interferenz relevante elektromagnetische Strahlung abschirmende Gehäuse zu verwenden, das heißt die fortgesetzte Anwendung der bekannten Konfiguration von 1.
Der andere mit der bekannten Konfiguration von 1 verbundene Aspekt war die Unmöglichkeit einer Wärmeableitung durch die Substrate in mit Faserglas verstärktem Kunststoff. Bei der Technik von Leiterplatten wird eine leistungsabführende Einrichtung auf einer Wärmesenke mit adäquater Gestalt und adäquaten Abmessungen für den Zweck installiert, die relevante Überhitzung zu vermeiden. Die Anwendung dieser elementaren thermodynamischen Überlegungen auf eine Mikrowelleneinrichtung beinhaltet auch die Installation selbiger auf einer Wärmesenke, bei der die bekannte Technik mit der Innenwand des ebenfalls Aluminiumoxid enthaltenden Metallgehäuses zusammenfällt. Es ist deshalb schwierig, die Lehren des bekannten Stands der Technik auf dem Gebiet zu überwinden zu versuchen.
Die Konfiguration von 1, mit der Integration von 2, zeigt eine funktionale Einheit einschließlich Mikrowellennetzen, bei denen die Technologie, die insbesondere dem elektrischen Abschnitt gewidmet ist, das heißt das für die Abscheidung von leitenden Layouts und die Oberflächeninstallation von Komponenten Relevante muss unaufhaltsam mit dem Mechanischen von Metallgehäusen und Verbindern betrachtet werden. Das so erhaltene „hybride" Aussehen des Produkts verhindert, dass eine vollständige Automatisierung der Montageprozedur von Mikrowellenschaltungen erreicht wird.
Aufgabe der Erfindung
Der Umfang der vorliegenden Erfindung soll deshalb die Mängel der bekannten Technik in Richtung auf eine vollständige Automatisierung der Montageprozedur von Mikrowellenschaltungen überwinden und eine eine planare Mikrowellenschaltung tragende Leiterplatte anzeigen.
Kurze Darstellung der Erfindung
Zur Lösung dieser Aufgaben ist der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung eine Leiterplatte, die ein Substrat mit hohem dielektrischen Verlust aufweist, das planare Mikrowellenschaltungen trägt, die mit einer bei einer niedrigeren Frequenz arbeitenden planaren Schaltung und mit Bias-Netzwerken zusammenwirken, um eine vorgegebene Funktionalität zu erreichen, dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem aufweist:

– Schlitze in vorgegebenen Bereichen des besagten Substrats mit hohem dielektrischen Verlust, zum Einsetzen der Komponenten der besagten planaren Mikrowellenschaltungen;
– ein vorzugsweise aus Kupfer hergestelltes Blech, das an dem besagten dielektrischen Substrat anhaftet und eine solche Dicke aufweist, dass es ein mechanisches Abstützmittel und eine ausreichende Wärmeableitung für die besagten Mikrowellenkomponenten bietet, die in das besagte dielektrische Substrat eingesetzt sind; wobei das besagte Blech außerdem eine elektrische Erdungsebene für die oben erwähnten Komponenten und für zusätzliche Anschlusspunkte der besagten Leiterplatte bildet, die außerdem ermöglicht, dass die Leiterbahnen der besagten planaren Schaltung als Mikrostreifen fungieren, wie in Anspruch 1 beschrieben.

Vorteile der Erfindung
Vorteilhafterweise kann die Leiterplatte gemäß der Erfindung, obwohl sie Mikrowellenschaltungen enthält, mit den üblichen Oberflächeninstallationstechniken montiert werden.
Außerdem sind vorteilhafterweise die planaren Mikrowellenschaltungen nicht mit jenen Beschränkungen bei Gebrauch und Leistungsfrequenz, die abgeleitet werden kann, behaftet, was im Gegensatz den Betrieb der bisherigen Mikrowellenschaltungen auf einem Substrat mit hohem dielektrischen Verlust wie etwa beispielsweise den VCO von 1 beeinflusst. Tatsächlich ermöglichte die Idee, in dem Substrat mit hohem dielektrischen Verlust Schlitze zu öffnen zum Einsetzen von Mikrowellenkomponenten zum Platzieren in Kontakt mit einem dicken Kupferblech darunter, die Funktionen mechanischer Unterstützung, Wärmeableitung und elektrische Erdung zu beherrschen, die von Metallgehäusen von Mikrowellenmodulen gemäß dem bekannten Stand der Technik bereitgestellt werden.
Die gleiche Idee ermöglichte auch den Einsatz von Aluminiumoxidstreifen mit relevanten Schaltungslayouts in Mikrostreifen als Mikrowellenkomponenten.
Alles obengesagte ermöglichte, wo erforderlich, die Umgehung der starken Dämpfung, die die Signale entlang den Mikrostreifen auf Substratem mit hohem Verlust erleiden, und die Metallgehäuse zumindest dort zu eliminieren, wo die Mikrowellenschaltungen nicht signifikant innerhalb des Substrats abstrahlen. Wenn im Gegensatz dazu die störende elektromagnetische Strahlung signifikant ist, wird die Gehäuseabschirmungsfunktion durch eine Ausführungsform hergestellt, bei der ein Kranz aus metallisierten Löchern in dem dielektrischen Substrat ganz um einen Mikrowellenschaltungsabschnitt herum erhalten wird, dessen elektromagnetische Strahlung ansonsten den Betrieb der übrigen Schaltungen stören würde.
Deshalb ist eine weitere Aufgabe der Erfindung eine Ausführungsform, die sich auf die abschirmenden Kränze aus metallisierten Löchern bezieht, wie sie sich aus Anspruch 2 ergibt.
Vorteilhafterweise kann der Kranz aus metallisierten Löchern einen abstrahlenden Schaltungsabschnitt perfekt abschirmen, da sich die von einem Mikrostreifen erzeugte störende Strahlung hauptsächlich innerhalb des dielektrischen Substrats ausbreitet und eine Barriere in metallisierten Löchern findet, wenn der Abstand zwischen benachbarten Löchern ausreichend niedriger ist als die Wellenlänge des Mikrowellensignals.
Die Erfindung ermöglicht es somit, auch die Restabschirmungsfunktion zu erhalten, die ansonsten immer noch den Metallgehäusen zugeschrieben werden muss, unter Nutzung der gleichen Technik von gedruckten Schaltungen, die bereits für die Realisierung der Leiterplatte verwendet wird. Gemäß der Erfindung erscheinen die Ursachen vollständig beseitigt, die im bekannten Stand der Technik eine Implementierung einer Mikrowellenleiterplatte gemäß den automatischen (oder halbautomatischen) Techniken der Oberflächeninstallation verhinderten.
Vorteilhafterweise können zusätzliche Schichten aus Material mit hohem dielektrischen Verlust in die bisherige Laminierung integriert werden, was eine bessere Ausnutzung der Oberfläche auf der Komponentenseite ermöglicht, das heißt, um eine höhere Schaltungsdichte pro Oberflächeneinheit zu erreichen, eine leichtere Verbindung zu Eingangs-/Ausgangsverbindern des Signals und von Versorgungen und eine zusätzliche Versteifung der Struktur.
Ein weiterer Schutzbereich der Erfindung ist eine Prozedur für die Implementierung der die zuvor beschriebenen planaren Mikrowellenschaltungen enthaltenden Leiterplatte, wie er sich aus den angehängten Ansprüchen 11 und 12 ergibt.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die vorliegende Erfindung lässt sich zusammen mit weiteren Aufgaben und Vorteilen anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung einer Ausführungsform davon in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verstehen. Es zeigen:
1 eine Perspektivansicht einer Mikrowellenschaltungskarte gemäß dem bekannten Stand der Technik;
2 den Inhalt eines in 1 mit 3 markierten Mikrowellenmoduls;
3 ein in der vorliegenden Erfindung verwendetes Substrat vom Mehrfachschichttyp;
4 einen auf dem Substrat von 3 installierten Mikrowellen-Nacktchip;
5 einen auf dem Substrat von 3 installierten Mikrowellen-Zirkulator;
6 ein metallisiertes Loch, das eine Bahn auf met1 mit einer auf met3 durch die Mehrfachschichten von 3 verbindet;
7 eine Längsschnittansicht eines Übergangs von einem Mikrostreifen des Substrats von 3 zu einem mechanischen Wellenleiter;
8 eine auseinander gezogene Ansicht der Mehrfachschichten von 3, einen Schaltungsteil hervorhebend, der von einem Kranz aus metallisierten Löchern umgeben ist, die die Mehrfachschichten kreuzen; und
9 eine Perspektivansicht einer die vorliegende Erfindung veranschaulichenden hypothetischen Mikrowellenschaltungskarte.
Ausführliche Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
Unter Bezugnahme auf 3 ist eine Struktur zu sehen, die aus den folgenden übereinanderliegenden Schichten besteht, aufgeführt beginnend von oben nach unten: met1, diel1, met2, diel2, met3, diel3 und met4. Die Schichten met1, met2, met3 und met4 sind bevorzugt aus Kupfer hergestellte Metallschichten, während die übrigen Schichten einer gleichen Anzahl von Vetronit-Platten entsprechen, bei dem es sich um ein aus mit Epoxidharz imprägnierten Glasfasern hergestelltes Material handelt. Das Vetronit ist durch einen tan-δ-Wert von 0,025 bis 0,05 gekennzeichnet, das es als geeignet für die Anwendung auf dem Sektor gedruckter Schaltungen konfiguriert, aber nicht auf dem von Mikrowellenschaltungen, wo Aluminiumoxid mit einem tan-δ = 0,0001 auferlegt. Genauer gesagt besitzt die dielektrische Schicht diel1 eine Dicke von 100 μm, während die Schichten diel2 und diel3 jeweils eine Dicke von 300 μm aufweisen. Die Schicht met1 wird als ein auf der Vorderseite der dielektrischen Platte diel1 platziertes Layout bezeichnet, das Layout enthält einige Mikrostreifen. Die Schicht met2 besteht aus einem Kupferblech mit entsprechender Dicke, beispielsweise 1 mm. Die Schicht met3 wird als ein auf einer Fläche der Platte diel3 platziertes Zwischenlayout bezeichnet, wobei auf der anderen Fläche die Schicht met4 einer Erdungsebene entspricht. Angesichts der gelieferten Details besitzt die Platte diel2 die ausschließliche Funktion, das auf der benachbarten Platte diel3 platzierte Layout met3 von dem Kupferblech met2 zu isolieren. Eine gleichwertige Implementierung ist die, bei der das Layout met3 auf der Oberfläche der Platte diel2 nicht in Kontakt mit dem Kupferblech met2 platziert ist. Die Techniken zum Erhalten einer von einzelnen metallisierten dielektrischen Platten startenden Mehrfachschicht sind in gedruckten Schaltungen bekannt.
In Übereinstimmung mit dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, die anstrebt, die Realisierungstechniken der Leiterplatten auf Mikrowellenschaltungen (so allgemein wie möglich) auszudehnen, ist es wichtig, auch die gleichen Realisierungsstandards von gedruckten Schaltungen wie etwa beispielsweise Metalllinien mit einer Breite W von nicht unter 200 μm zu erfüllen. Die Implementierung eines Mikrostreifens auf der Schicht met1 erfordert, dass ihre Dimensionierung, als Breite W der Leitung und Dicke h der überlagerten Schicht diel1 gedacht, die Ausbreitung eines Quasi-TEM-Modus in dem dielektrischen Streifen ermöglicht, der zwischen dem Kupferblech met2 und der darüberstehenden Linie enthalten ist. Dazu kommt es, wenn die Wellenlänge λ des sich ausbreitendem Mikrowellensignals viel höher ist als die Mikrostreifenbreite. Ein Verhältnis von etwa 10 zwischen λ und W wird als angemessen angesehen. Ausgehend von einer Breite W von 200 μm für die Mikrostreifen muss nur die Dicke h herausgefunden werden, die es ermöglicht, die charakteristische Impedanz von 50 Ω zu erreichen. Die oben erwähnte Dicke h führte zu 100 μm, genau wie die für die dielektrische Schicht diel1 angegebene. Mit einer Breite W von 200 μm beinhaltet das Verhältnis (λ/W) = 10 eine Signalfrequenz von etwa 78 GHz. Bei einer gleichen charakteristischen Impedanz beinhalten größere Breiten W auch eine größere Dicke h und niedrigere Frequenzen des sich entlang des Mikrostreifens ausbreitenden Signals. Hinsichtlich der Dämpfung, die das Signal erfährt, liegt sie etwas höher als 1 dB über eine Strecke von einer Wellenlänge. Bei einigen Anwendungen stellt diese Dämpfung kein großes Problem dar, wenn dafür Sorge getragen wird, das Ausmaß der involvierten Netzwerke auf ein Minimum zu reduzieren; im gegenteiligen Fall kann ein Abschnitt des Layouts als Mikrostreifen anstatt Vetronit direkt auf Aluminiumoxidstreifen hergestellt werden. Diese werden als Mikrowellenchips verwendet, wie in der nächsten Figur angegeben.
Unter Bezugnahme auf 4 ist eine auf der in der vorausgegangenen 3 angegebenen Mehrfachschicht installierte Mikrowellenkomponente 13 zu sehen. Dazu zeigt die erste dielektrische Schicht diel1 eine entsprechende Öffnung für das Einführen der Komponente 13, die mit Hilfe eines leitenden Harzes an dem darunter liegenden Kupferblech met2 befestigt ist. Die vorliegende Komponente kann eine Einrichtung oder eine Schaltung, ein monolithischer Nacktchip (MMIC) oder als eine Alternative ein Netz aus Aluminiumoxid sein; in beiden Fällen ist eine Erdungsebene auf der unteren Oberfläche der Komponente 13 vorgesehen. Es ist zu verstehen, wie diese Art von Befestigung die Realisierung einer besten Verbindung zu Masse der Komponente 13 ermöglicht, direkt auf dem Kupferblech met2 hergestellt, das wiederum mit dem mechanischen Teil entlang einem freien Rand der darunter liegenden Laminierung verbunden sein soll. Dadurch wird die Verbindung der Mikrowellenkomponenten durch metallisierte Löcher zu Masse vermieden, die im Gegensatz in dem VCO des nächstgelegenen Stands der Technik auftrat, wodurch die Induktionseffekte einer sogenannten heißen Masse eliminiert werden, die die größte Arbeitsfrequenz begrenzt. Die Verbindung der Versorungen zum Chip 13 und die Eingabe/Ausgabe des relevanten Signals erfolgen durch dünne Golddrähte, die durch Thermokompression zwischen Mikrostreifen und Chipkontakte geschweißt sind, wobei diese Operation als „Bonden" bezeichnet wird. Um die Chipeingangs- und -ausgangsimpedanz bei 50 Ω zu halten, ist es notwendig, dass die relevanten Verbindungen extrem kurz sind; dies ist möglich, wenn die Dicke der ersten dielektrischen Schicht diel1 mit der des Nacktchips vergleichbar ist, oder von Aluminiumoxiden, wie es tatsächlich für die für die Schicht diel1 angenommene Dicke von 100 μm geschieht. In der Praxis ist es zweckmäßig, die Chips und die Verbindungsgolddrähte mit einem adäquaten Schutzharz vom vermarktbaren Typ zu überdecken.
5 bezieht sich auf den Fall, bei dem die in die Öffnung der ersten dielektrischen Schicht von 4 eingesetzte Komponente ein Mikrowellenzirkulator ist, dieser besteht aus einem runden Granat 14, der ein Layout im Mikrostreifen trägt, überragt von einem Permanentmagneten 16. Es wird auch ein Abstandshalter 15 vorgesehen, der zwischen den Granat 14 und den Magneten 16 geklebt ist, um die Golddrähte für die Verbindung mit dem Zirkulator zu schützen.
6 zeigt ein metallisiertes Loch 17, das die Mehrfachschicht von 3 kreuzt, um eine Verbindung zwischen den Leitungen des Oberflächenlayouts met1 und die Bahnen des Zwischenlayouts met3 zu implementieren. Dieses letzte Layout bezieht sich vorzugsweise auf die Versorgungsbahnen der Vorderseite der aktiven Komponenten oder auf andere Niederfrequenznetze, kann aber auch Streifenleitungen enthalten, die Signale bis zu einigen Gigahertz übertragen können. Wie zu sehen ist, verschmilzt die Metallisierung von Loch 17 mit der der entsprechenden kreisförmigen Grenze 17', die den Lochrand auf den drei dielektrischen Substraten umgeben. Um einen Massekurzschluß zu vermeiden, besitzt das Kupferblech met2 ein Loch 18 mit einem Durchmesser, der größer ist als der von Loch 17, und auch die Metallisierung der Erdungsebene met4 auf der Rückseite zeigt kreisförmige Bereiche ohne Metallisierung, die das Loch 17 und den kreisförmigen Kranz 17' enthalten. Natürlich sollen die Löcher 18 immer vor dem Stapeln des Kupferblechs met2 innerhalb der Mehrfachschicht hergestellt werden, damit immer die gleiche Kabine mit harzförmigen Material (Prepreg) gefüllt ist, mit dem die Schichten aneinander geklebt werden, wobei dieses Material elektrische Charakteristiken zeigt, die dem mit Faserglas verstärkten Kunststoff sehr ähnlich sind. Bei der Fertigstellung der Mehrfachschicht erfolgen das Durchbohren und die Metallisierung von Löchern, gefolgt von der Oberflächeninstallation von Komponenten, dem Bonden und den zusätzlichen Fertigstellungsoperationen.
7 zeigt die Ausführungsverfahren eines Übergangs zwischen einem Mikrostreifen des Layouts met1 von 3 und einem Metallwellenleiter 20 mit rechteckigem Schnitt. Dazu wird das Material unter dem Kupferblech met2 von der Grenze neben dem Leiter entfernt. In dem freigelegten Bereich wird das dicke Kupferblech mit einer Wand im Anschlussbereich des Leiters angepasst und dann an ein den Leiter enthaltendes mechanisches Teil geschraubt. Bei einem Loch, das in folgender Reihenfolge kreuzt: die erste dielektrische Schicht diel1, die Kupferschicht met2 und die Leiterwand 20, wird ein Übergang eingesetzt, der aus einem zylindrischen Teflon-Körper 21 besteht, der entlang der Längsachse von einem Metallstift 22 gekreuzt wird; Letzterer steht im oberen Teil für die Verbindung mit einem Mikrostreifen vor und tritt in der Vertiefung des Leiters 22 als Antenne aus. Der angegebene Mikrostreifen-Leiter-Übergang ist offenkundig reziprok (Leiter-Mikrostreifen).
8 bezieht sich auf die Möglichkeit zum Implementieren einer effektiven Abschirmumg eines Mikrowellenschaltungsschnitts, der auf der ersten dielektrischen Schicht diel1 sitzt, wodurch die Verwendung von mit einer Abdeckung geschlossenen entsprechenden Metallgehäusen vermieden wird. Bei einer Mehrfachschicht, die Mikrostreifen enthält, ist die Strahlung fast nur auf die Mehrfachschicht begrenzt und involviert den Raum in der umliegenden Luft nicht signifikant. Die Abstrahlung findet hauptsächlich durch die erste dielektrische Schicht diel1 statt, doch involivert sie in einem geringeren Ausmaß auch die anderen dielektrischen Schichten diel2 und diel3 aufgrund gewisser Verbindungslöcher mit der Schicht met3 durch die metallisierten Löcher 17. In der Figur ist ein Kranz aus gleichmäßig beabstandeten metallisierten Löchern 23 zu sehen, der die Mehrfachschicht von 3 kreuzt und den Mikrowellenschaltungsschnitt umschließt, der elektromagnetische Leistung durch die Mehrfachschicht abstrahlt. Auf der Schicht diel1 befindet sich eine Metallisierung 23', die alle Löcher 23 verbindet, die den Mikrowellenabschnitt als ein begrenzender Kranz abgrenzen. Der Abstand zwischen benachbarten Löchern beträgt etwa ein Achtel der Wellenlänge, wenn das Mikrowellensignal den oben erwähnten Abschnitt beeinflusst, wodurch der Abschirmungseffekt garantiert wird. In dem darunter liegenden Kupferblech met2 ist natürlich der Kranz aus Löchern 23 zusammen mit Löchern mit einem größeren Durchmesser vom gleichen Typ wie Loch 18 von 6 zu sehen. In den beiden darunter liegenden dielektrischen Schichten diel2 und diel3 ist die gleiche Lochkonfiguration zu sehen, die die erste dielektrische Schicht diel1 kreuzt. Das auf der Vorderfläche der dritten dielektrischen Schicht diel3 sichtbare Metalllayout met3 enthält einen Grenzkranz 23'', der von 23' hinsichtlich der ausschließlichen Anwesenheit einiger Öffnungen differiert, die für den Austritt einiger Bahnen 24 reserviert sind, die zu anderen Abschnitten des Layouts met3 gerichtet sind. Der metallisierte Kranz 23'' ist streng genommen nicht erforderlich und kann auch vermieden werden.
Die hohen dielektrischen Verluste der Substrate diel1, diel2 und diel3 unterstützen das zusätzliche Reduzieren der elektromagnetischen Interferenz und das folgliche Risiko von Eigenschwingungen, wodurch sie eine Rolle spielen, ähnlich der der Bleche in elektromagnetische Strahlung absorbierendem Material (Eccosorb), die üblicherweise an die Innenfläche der Abdeckung von Metallgehäusen von Mikrowellenmodulen geklebt werden.
9 ist eine Perspektivansicht einer hypothetischen Mikrowellenmehrfachschichtschaltungsplatine gemäß der Erfindung, wie sie nach der Montage erscheint. Die Ansicht fasst effektiv zusammen, was bereits in der Beschreibung der vorausgegangenen 3 bis 7 vorweggenommen wurde, wo aus Gründen der Einfachheit der abschirmende Kranz der Löcher in 8 nicht gezeigt ist. Der Abstand, die Größe von Komponenten und die Dicke der verschiedenen Substrate besitzen (aus Zeichnungsgründen) nicht die richtigen realen Proportionen. Aus der Figur ist zu erkennen, wie die Mehrfachschichtleiterplatine mit dem Rand des Kupferblechs met2 in Kontakt mit dem Wellenleiter 20 und einem mechanischen Teil 20', an dem die Platte mit Schrauben fest fixiert ist, stark installiert ist. Das Layout met1 ist auf der Vorderseite zusammen mit der unterschiedlichen Typologie von Mikrowellenkomponenten 13 und 14 sichtbar, wie sie in die relevanten Schlitze des ersten dielektrischen Substrats diel1 eingesetzt und in Kontakt mit dem dicken Kupferblech met2 erscheinen. Der Vollständigkeit halber wird auch der jedoch recht häufige Fall einer Komponente 13' betrachtet, die auf dem Dielektrikum diel1 ruht, wo sie an den Mikrostreifen angeschweist ist. Der Übergang 20, 21 ist von dem Metallwellenleitermikrostreifen aus sichtbar. Zu sehen ist der Abschnitt eines metallisierten Lochs 17 für die Verbindung mit dem Zwischenlayout und der eines zweiten metallisierten Lochs 25 für die Verbindung mit der Erdungsebene auf der Rückseite. Im Fall des zweiten Lochs ist im Gegensatz zum ersten der Bereich ohne Metallisierung an den Rand des Lochs herum nur auf der dritten Metallschicht met3 hergestellt.
Die Vorteile, dass die Erfindung einer derartigen Schaltung zeigt, können im Vergleich zu einer entsprechenden Schaltung gemäß dem in 1 dargestellten bekannten Stand der Technik aus 9 verstanden werden. Die oben erwähnten Vorteile sind durch die Tatsache dargestellt, dass die Schaltungen nun als ein homogenes Produkt erscheinen, das heißt, hergestellt aus einer einfachen gedruckten Leiterkarte, ohne mechanische Mikromodule eigens für die Mikrowellennetze, und deshalb ohne Verbinder, Bonds und Koaxialkabel zum Koppeln von Mikromodulen. All dies entspricht einer geringeren Gesamtabmessung der Schaltung und Einsparungen an den zusätzlichen Kosten des mechanischen Teils und der Verbinder.
Was die Realisationsprozedur betrifft, so nutzt sie einige Schritte ähnlich denen, die üblicherweise auf dem Sektor von gedruckten Schaltungen für die Ausführung einer vollständigen Mehrfachschicht eines Oberflächenlayouts verwendet wird und eines oder mehrerer Zwischenlayouts, die mit dem Layout auf der Komponentenseite durch ein Verbindungsloch zusammengeschaltet sind, sowie von Verbindungen mit einer Erdungsebene auf der Rückseite durch metallisierte Löcher. Zwischen diesen individuell bekannten Schritten befinden sich andere Schritte, die für die Implementierung der vorliegenden Erfindung besonders sind, und deshalb wird sie aufgeführt. Das bedeutet:

– einen Schritt zum Erhalten eines Kupferblechs met2 entsprechender Dicken, an vorbestimmten Punkten durchbohrt, um die Verbindung mindestens bei einem Zwischenlayout nicht kurzzuschließen;
– einen Lochfüllungsschritt mit Härten von harzähnlichem Material des gleichen Typs wie das, das für die dielektrischen Substrate verwendet wird;
– einen Einsetzschritt des Blechs met2 wie zuvor bearbeitet zwischen der ersten dielektrischen Schicht diel1 und der aus den dielektrischen Schichten diel2 und diel3 bestehenden Mehrfachschicht zum Ausführen der bereits ausführlich beschriebenen Funktionen;
– einen Bohrschritt der Mehrfachschicht entlang einer Grenzlinie, die einen Mikrowellenschaltungsabschnitt einschließt, der durch das Dielektrikum abstrahlt;
– einen Metallisierungsschritt der in dem vorausgegangenen Schritt erhaltenen Löcher;
– einem Schleifschritt für das Öffnen von Fenstern in der ersten dielektrischen Schicht diel1 für das Einsetzen von bei Mikrowelle arbeitenden Nacktchip-Komponenten oder von Zirkulatoren oder weiter von Mikrowellennetzen auf Aluminiumoxid oder auf anderen Substraten (beispielsweise PTFE), die dazwischenliegende Verluste zwischen Aluminiumoxid und Vetronit zeigen. In jedem Fall weisen alle eingesetzten Komponenten eine Metallisierung auf der Rückseite auf;
– einen Schritt für das Entfernen eines Laminierungsstreifens entlang einem Rand des Kupferblechs met2 für das Fixieren an den mechanischen Teil und das Erden desselbigen;
– einen Fixierungsschritt der oben erwähnten Mikrowellen komponenten an das Kupferblech met2;
– einen Bondschritt der oben erwähnten Mikrowellenkomponenten, hergestellt durch Hand oder auf halbautomatische Weise;
– einen möglichen Bedeckungsschritt von Komponenten in einem Chip und von relevanten Bonds mit einem Schutzharz;
– und schließlich einen Fixierungsschritt der Mehrfachschicht an den mechanischen Teil.

Im Gegensatz dazu, hinsichtlich der bekannten Schritte, sind es die Folgenden:

– Maskierungsschritt der Vorderseite der ersten und dritten dielektrischen Schicht diel1 beziehungsweise diel3;
– Kupferentfernungsschritte von den Substraten diel1 und diel3 zum Erhalten von Layouts entsprechend den Schichten met1 und met3;
– einen Stapelungsschritt von dielektrischen Substraten diel2 und diel3;
– einen Bohrschritt der ganzen Mehrfachschicht für die Implementierung von Verbindungslochverbindungen zwischen der Layoutvorderseite und dem Zwischenlayout und mit der Rückwandplatine;
– und schließlich einen Oberflächeninstallationsschritt der diskreten Komponenten und von monolithischen Komponenten passend mit dem Gehäuse, auf automatisierte Weise hergestellt.

Von der bisher erhaltenen Kenntnis kann der Fachmann die bekannten Schritte und die neuartigen auf die adäquatere Weise innerhalb einer Logiksequenz orten, die von den einzelnen Substraten zu dem Fertigprodukt führt. Wie zu sehen ist, sind die die Erfindung charakterisierenden Schritte im Vergleich zu den bekannten dominant.
Hinsichtlich des Entwerfens eines angehängten Anspruchs der Prozedur scheint es nicht opportun zu sein, in dem Oberbegriff die Existenz des VCO anzuerkennen, der in der oben erwähnten Patentanmeldung unter dem Namen des gleichen Anmelders beschrieben ist, da die darin beschriebene Laminierung nicht von der differiert, die üblicherweise in Leiterplatten verwendet wird.
Im Fall von nicht besonders komplexen Schaltungen, wobei Mikrostreifen innerhalb des dielektrischen Substrats nicht signifikant abstrahlen, kann die Erfindung ohne die Notwendigkeit implementiert werden, Zuflucht zu einer Mehrfachschicht zu haben für das Abstützen der Zwischenlayouts, und ohne die Notwendigkeit, Zuflucht zu dem abschirmenden Kranz aus metallisierten Löchern zu haben. In diesem Fall sind die verwendeten einzigen Konstruktionsabstützungen die erste dielekrtrische Schicht diel1 und das dicke Kupferblech met2 und natürlich das mechanische Teil. Die einzige erforderliche Metallisierung ist die des Oberflächenlayouts met1 mit dem möglichen Zusatz von metallisierten Löchern für die Verbindung zu der aus Kupfer met2 bestehenden Erdungsebene. In dem betrachteten Fall beinhaltet die Prozedur gemäß der Erfindung die folgenden Schritte:

– einen Schritt zum Erhalten eines Kupferblechs met2 von entsprechender Dicke;
– einen Bindeschritt der ersten dielektrischen Schicht diel1 zu dem Kupferblech met2, um die eingehend beschriebenen Funktionen durchzuführen;
– einen Schleifschritt (oder chemischen Angriff) für das Öffnen von Schlitzen innerhalb der ersten dielektrischen Schicht diel1 für das Einsetzen von bei Mikrowelle arbeitenden Nacktchip-Komponenten oder als Alternative von Netzen auf Aluminiumoxid oder von Zirkulatoren;
– einen Fixierungsschritt der oben erwähnten Mikrowellenkomponenten an dem Kupferblech met2;
– einen Bondschritt der oben erwähnten Komponenten;
– einen möglichen Abdeckschritt von chipinternen Komponenten und der relevanten Bonds mit einem Schutzharz;
– und schließlich einen Fixierschritt der Mehrfachschicht an den mechanischen Teil.

Abschließend erscheinen die Vorteile, die die Erfindung der vorliegenden Prozedur in die Herstellung eines professionellen Telekommunikationsgeräts einführt, nun offensichtlich, wie etwa beispielsweise eine Funkverbindung. Diese Vorteile entsprechen der Möglichkeit, auf Mikrowellenschaltungen ohne jegliche Designbeschränkungen die Oberflächeninstallationsverfahren anzuwenden, die bei der Implementierung von Leiterplatten, die bei durchaus niedrigen Frequenzen arbeiten, bereits breite Anwendung finden. Folglich wird eine signifikante Reduktion von Montagezeiten und Produktionskosten im Vergleich zu den traditionellen Prozeduren erzielt, die die Implementierung von Mikrowellenmodulen vorsehen, individuell an die Zwischenfrequenzschaltungen und an die Versorgungsschaltungen und Alarme gekoppelt.
Unter Zusammenfassung der Vorteile des Produkts und der Prozedur der Erfindung kann angenommen werden, dass die vorliegende Erfindung auf dem Gebiet der Mikrowellengeräte eine neue Ära eröffnet und nicht nur im Telekommunikationsbereich, eine Ära, die ein Vorbote weiterer Fortschritte in Richtung der Schaltungsintegration und der Miniaturisierung bei den ständig steigenden Nutzfrequenzen ist.

Claims

Leiterplatte, die ein Substrat mit hohem dielektrischem Verlust aufweist, das planare Mikrowellenschaltungen trägt, die mit einer bei einer niedrigeren Frequenz arbeitenden planaren Schaltung und mit Bias-Netzwerken zusammenwirken, um eine vorgegebene Funktionalitat zu erreichen, dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem aufweist: – Schlitze in vorgegebenen Bereichen des besagten Substrats mit hohem dielektrischem Verlust (diel1), zum Einsetzen von Mikrowellenkomponenten (13, 14) der besagten planaren Mikrowellenschaltungen, die mit einer Erdungs-Metallisierung auf der Rückseite ausgestattet sind; – ein vorzugsweise aus Kupfer hergestelltes Blech (met2), das an dem besagten dielektrischen Substrat (diel1) anhaftet and eine solche Dicke aufweist, dass es ein mechanisches Abstützungsmittel und eine ausreichende Wärmeableitung für die besagten Mikrowellenkomponenten (13, 14) bietet, die in das besagte dielektrische Substrat (diel1) eingesetzt sind; wobei das besagte Blech (met2) außerdem eine elektrische Erdungsebene für die oben erwähnten Komponenten und für andere Anschlusspunkte der besagten Leiterplatte bildet, die außerdem ermöglicht, dass die Leiterbahnen (met1) der besagten planaren Schaltung als Mikrostreifen fungieren; – wenigstens eine zweite und eine dritte Schicht mit hohem dielektrischem Verlust (diel2, diel3) mit zwischen ihnen angebrachten Leiterbahnen, die ein Zwischenlayout (met3) bilden, das auf einer Fläche einer der besagten zusätzlichen Schichten (diel2, diel3) angebracht ist, um mit dem ersten Substrat mit hohem dielektrischem Verlust (diel1) und mit dem besagten Blech (met2) eine Mehrschichtstruktur zu bilden.
Leiterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie begrenzende Kränze von metallisierten Löchern (23, 23') aufweist, die relevante Abschnitte der besagten Mikrowellenschaltungen einschließen, welche Leistung durch das besagte Substrat mit hohem dielektrischem Verlust (diel1) hindurch abstrahlen, wobei der Abstand zwischen benachbarten Löchern so beschaffen ist, dass verhindert wird, dass die abgestrahlte Leistung die besagten Kränze (23, 23') durchquert and sich durch das besagte Substrat (diel1) hindurch ausbreitet.
Leiterplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem aufweist: – eine Erdungsebene sowohl auf dem Blech (met2) ale auch auf der Rückseite (met4) and den besagten Kränzen von metallisierten Löchern (23), welche die Mehrschichtstruktur durchqueren; – zweite metallisierte Löcher (17, 17') zur Verbindung des Zwischenlayouts (met3) mit Leiterbahnen auf der Bauelementeseite (met1) der besagten planaren Schaltungen; – dritte metallisierte Löcher (25) zur Verbindung von vorbestimmten Punkten der besagten Leiterbahnen (met1, met3) mit der besagten Erdungsebene (met4) auf der Rückseite.
Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des besagten Substrats mit hohem dielektrischem Verlust (diel1) mit der der besagten Mikrowellenkomponenten (13) verglichen werden kann, wodurch die Länge der Verbindungen zu den besagten Mikrostreifen auf ein Minimum begrenzt wird.
Leiterplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des besagten Substrats mit hohem dielektrischem Verlust (diel1) eine solche ist, dass sie ermöglicht, Mikrostreifen mit der gewünschten charakteristischen Impedanz and mit minimaler Breite in Übereinstimmung mit den für Leiterkarten vorgesehenen Standards zu erhalten.
Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die besagten Mikrowellenkomponenten, die in die besagten, in dem Substrat mit hohem dielektrischem Verlust (diel1) vorhandenen Schlitze eingeführt werden, Nacktchips (13) sind, die an das besagte Blech (met2) mit leitfähigem Harz geklebt oder angeschweißt sind.
Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die besagten Mikrowellenkomponenten, die in die besagten, in dem Substrat mit hohem dielektrischem Verlust (diel1) vorhandenen Schlitze eingeführt warden, einzelne Mikrostreifenschaltungen (13) auf einem Substrat mit niedrigem dielektrischem Verlust sind, vorzugsweise in der Form von Aluminiumoxidstreifen, die an das besagte Blech (met2) mit leitfähigem Harz geklebt oder angeschweißt sind.
Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die besagten Mikrowellenkomponenten, die in die besagten, in dem Substrat mit hohem dielektrischem Verlust (diel1) vorhandenen Schlitze eingeführt werden, Zirkulatoren (14) sind.
Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das besagte Blech (met2) wenigstens einen Bereich entlang eines Randes aufweist, der sich als frei von laminarer Beschichtung erweist, für die Verbindung mit einer mechanischen Stützkomponente (20'), die auch als eine elektrische Erdung wirkt; wobei der besagte mechanische Abschnitt mit der Metallwand eines rechteckigen Wellenleiters (20) zusammenfallen kann, der mit der besagten Mikrostreifen-Komponentenseite durch einen Übergang (21, 22) verbunden ist, der das besagte Blech (met2) und die besagte Metallwand durchquert.
Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die besagten Mikrowellen sich nach oben bis ungefähr 80 GHz erstrecken.
Herstellungsverfahren für eine Leiterplatte, welches Schritte der Aufbringung von Leiterbahnen einer planaren Schaltung auf ein Substrat mit hohem dielektrischem Verlust und Schritte der Oberflächeninstallation der Komponenten dieser Schaltung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem umfasst: a) einen Schritt, um ein vorzugsweise aus Kupfer hergestelltes Blech (met2) zu erhalten, das eine Dicke aufweist, die geeignet ist, der besagten Leiterplatte mechanische Festigkeit zu verleihen und die Mdglichkeit einer wirksamen Wärmeableitung zu verschaffen; b) einen Schritt des Klebens des besagten Substrats mit hohem dielektrischem Verlust (diel1) an das besagte Blech (met2); c) einen Schritt des Schleifens von Bereichen des ersten dielektrischen Substrats (diel1) bis zum Freilegen des darunter befindlichen Bleches, die mit Installationsschlitzen für Mikrowellenkomponenten (13, 14) Übereinstimmen, die mit einer Erdungs-Metallisierung auf der Rückseite ausgestattet sind; d) einen Schritt des Einsetzens der oben erwähnten Mikrowellenkomponenten (13, 14) in die besagten Schlitze und des entsprechenden Befestigens an dem besagten Blech (met2), das außerdem eine elektrische Erdung für die oben erwähnten Komponenten und für zusätzliche Anschlusspunkte der besagten Leiterplatte bildet und außerdem ermöglicht, dass die besagten Leiterbahnen (met1) als Mikrostreifen fungieren; und e) einen Schritt des Verbindens der oben erwähnten Mikrowellenkomponenten (13, 14) mit den besagten Mikrostreifen.
Herstellungsverfahren für eine Leiterplatte, welches Schritte der Aufbringung von Leiterbahnen einer planaren Schaltung auf Substrate mit hohem dielektrischem Verlust für die Bildung einer Mehrschichtschaltung mit einer auf der Rückseite metallisierten Erdungsebene (met4) und einen Schritt der Oberflächeninstallation der Komponenten der besagten Schaltungen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem die folgenden Schritte umfasst: a) Bohren eines vorzugsweise aus Kupfer hergestellten Bleches (met2) an für die Verbindungslöcher vorgesehenen Stellen zu wenigstens einem Zwischenlayout (met3), wobei die Dicke des Bleches geeignet ist, der besagten Leiterplatte mechanische Festigkeit zu verleihen und die Möglichkeit einer wirksamen Wärmeableitung zu verschaffen; b) Kleben eines ersten von den besagten Substraten mit hohem dielektrischem Verlust (diel1) an das besagte Blech (met2); c) Füllen der Löcher des besagten Bleches (met2) mit einem abbindenden Harzmaterial von derselben Art wie das Material, das bei der Herstellung der besagten dielektrischen Substrate (diel1, diel2, diel3) verwendet wird; d) Fertigstellung der besagten Mehrschichtstruktur – Bohren der Mehrschichtstruktur an Stellen, die mit den Verbindungen zu dem besagten wenigstens einen Zwischenlayout und zu der besagten Erdungsebene auf der Rückseite übereinstimmen – Metallisierung der besagten Löcher; e) Schleifen von Bereichen des ersten dielektrischen Substrats (diel1) bis zum Freilegen des besagten darunter befindlichen Bleches (met2), die mit den Installationsschlitzen für Mikrowellenkomponenten (13, 14) übereinstimmen, die mit einer Erdungs-Metallisierung auf der Rückseite ausgestattet sind; f) Einsetzen der oben erwähnten Mikrowellenkomponenten (13, 14) in die besagten, in der ersten dielektrischen Schicht (diel1) vorhandenen Schlitze und entsprechendes Befestigen an dem besagten Blech (met2), das außerdem eine elektrische Erdung für die oben erwähnten Komponenten bildet und außerdem ermöglicht, dass die besagten Leiterbahnen (met1) als Mikrostreifen fungieren; und g) einen Schritt des Verbindens der oben erwähnten Mikrowellenkomponenten (13, 14) mit den besagten Mikrostreifen.
Herstellungsverfahren für eine Leiterplatte nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass es einen zusätzlichen Schritt des Bohrens der Mehrschichtstruktur (diel1, met2; diel1, met2, diel2, diel3, met4) und der Metallisierung der Löcher (23) umfasst, um begrenzende Kränze (23, 23'; 23, 23'. 23'') zu erhalten, die relevante Abschnitte der Mikrowellenschaltungen einschließen, welche Leistung durch ein Substrat mit hohem dielektrischem Verlust (diel1; diel1, diel2, diel3) hindurch abstrahlen, wobei der Abstand zwischen benachbarten Löchern so beschaffen ist, dass verhindert wird, dass die abgestrahlte Leistung die besagten Kränze durchquert und sich durch das besagte Substrat hindurch ausbreitet.
Herstellungsverfahren für eine Leiterplatte nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Schritt des Befestigens der Mikrowellenkomponenten (13, 14) an dem besagten Blech (met2) durch Kleben mit leitfähigem Harz ausgeführt wird.
Herstellungsverfahren für eine Leiterplatte nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Schritt des Befestigens der Mikrowellenkomponenten (13, 14) an dem besagten Blech (met2) durch Schweißen ausgeführt wird.
Herstellungsverfahren für eine Leiterplatte nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem einen Schritt des Bedeckens der besagten Mikrowellenkomponenten (13, 14) und zugehörigen Bondverbindungen mit einem Schutzkleber umfasst.
Herstellungsverfahren für eine Leiterplatte nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich einen Schritt des Freilegens des besagten Bleches (met2) entlang wenigstens eines Randes umfasst, um die besagte Leiterplatte an einer mechanischen Stützkonstruktion (20, 20') und der Verbindung derselben zu Erde zu befestigen.