JPS5811123B2 - ミリメ−トル波発振器およびその製造方法 - Google Patents
ミリメ−トル波発振器およびその製造方法Info
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- JPS5811123B2 JPS5811123B2 JP52043401A JP4340177A JPS5811123B2 JP S5811123 B2 JPS5811123 B2 JP S5811123B2 JP 52043401 A JP52043401 A JP 52043401A JP 4340177 A JP4340177 A JP 4340177A JP S5811123 B2 JPS5811123 B2 JP S5811123B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はミリメートル波発振器の製造方法に関し、この
ような発振器を導波管伝送に適合する方法に係る。
ような発振器を導波管伝送に適合する方法に係る。
ミリメートル波発振器は30GHz以上の周波数で発振
できるたとえばアバランシェダイオードの如きダイオー
ドによって構成される。
できるたとえばアバランシェダイオードの如きダイオー
ドによって構成される。
ハヴジングのないダイオードをたとえば導波管に組込ま
れた発振器として使用する場合、いくつかの問題を処置
しなければならない。
れた発振器として使用する場合、いくつかの問題を処置
しなければならない。
(イ)ダイオードはたとえば密封金属ケースにより衝撃
や湿気に対して保護されなければならず、これは共振動
作を撹乱する欠点を生ずる恐れがある。
や湿気に対して保護されなければならず、これは共振動
作を撹乱する欠点を生ずる恐れがある。
(ロ)ダイオードはダイオードの適当な電極を直流電源
に接続してバイアスをかけなければならず、このことは
ダイオードが小さいことによる機械的な問題と電磁波放
射に関連した寄生ループが生ずる電気的な問題の両方を
含んでいる。
に接続してバイアスをかけなければならず、このことは
ダイオードが小さいことによる機械的な問題と電磁波放
射に関連した寄生ループが生ずる電気的な問題の両方を
含んでいる。
(ハ)ダイオードと伝搬媒体の間のインピーダンス整合
をとらなければならず、このことはたとえば適当な誘電
体で満たされダイオードを包囲している放射空胴を構成
することを必要とする。
をとらなければならず、このことはたとえば適当な誘電
体で満たされダイオードを包囲している放射空胴を構成
することを必要とする。
本発明は上述の如き諸問題を解消するものである。
本発明によれば、ミリメートル波発振器の製造方法が提
供され、前記発振器は半導体ダイオードから形成される
ものであり、次のような各段階を含むものである。
供され、前記発振器は半導体ダイオードから形成される
ものであり、次のような各段階を含むものである。
すなわち、(a)所望周波数の発振器として動作できる
アバランシェダイオードの如き半導体チップを突起プラ
ットフォームを備えた金属マウントの中央部に溶接する
段階、前記プラットフォームは前記マウントの平坦部か
ら高さhだけ突起しており、(b)前記チップを化学薬
品によりエツチングする段階、チップは前記金属マウン
トによりまたワックスによりその主表面がそれぞれ予め
保護されており、前記ワックスは前記化学薬品に耐える
防腐素剤であって前記マウントの反対側表面に付着され
ており、(C)前記突起を取囲むのに十分大きな軸方向
孔を有する誘電体の円筒台形体により構成されたインピ
ーダンス整合素子を前記プラットフォームのまわりに配
置する段階、前記孔の内部に重合できる樹脂が詰められ
ておりこの樹脂は重合されると前記誘電体と同程度の誘
電率を有するものであり、(d)樹脂を重合した後前記
半導体チップを露出させるように前記整合素子を研削す
る段階、(e)前記研削段階により研摩された部分なメ
タライズする段階、の各段階より成るミリメートル波発
振器の製造方法である。
アバランシェダイオードの如き半導体チップを突起プラ
ットフォームを備えた金属マウントの中央部に溶接する
段階、前記プラットフォームは前記マウントの平坦部か
ら高さhだけ突起しており、(b)前記チップを化学薬
品によりエツチングする段階、チップは前記金属マウン
トによりまたワックスによりその主表面がそれぞれ予め
保護されており、前記ワックスは前記化学薬品に耐える
防腐素剤であって前記マウントの反対側表面に付着され
ており、(C)前記突起を取囲むのに十分大きな軸方向
孔を有する誘電体の円筒台形体により構成されたインピ
ーダンス整合素子を前記プラットフォームのまわりに配
置する段階、前記孔の内部に重合できる樹脂が詰められ
ておりこの樹脂は重合されると前記誘電体と同程度の誘
電率を有するものであり、(d)樹脂を重合した後前記
半導体チップを露出させるように前記整合素子を研削す
る段階、(e)前記研削段階により研摩された部分なメ
タライズする段階、の各段階より成るミリメートル波発
振器の製造方法である。
添付図面を参照して本発明を以下詳述する。
第1図〜第5図は本発明による製造方法の各段階の一実
施例を示し、第6図は本発明により製造された発振器を
導波管に装着するための装置の一例を図示している。
施例を示し、第6図は本発明により製造された発振器を
導波管に装着するための装置の一例を図示している。
以下説明の実施例において、本発明方法は銅の熱放散用
マウント10(ヒートシンク)を準備することから開始
され、マウント10は第1図〜第4図においてその一部
が、また第5図にその全体が断面図で示されている。
マウント10(ヒートシンク)を準備することから開始
され、マウント10は第1図〜第4図においてその一部
が、また第5図にその全体が断面図で示されている。
マウント10は軸X−Xを中心軸とする円筒体より成る
。
。
円筒体の上部は平坦表面2を有し、表面2から上方に一
様な高さhだけ延びプラットフォーム4を形成している
中央突起部3を有している。
様な高さhだけ延びプラットフォーム4を形成している
中央突起部3を有している。
この突起部3は円筒形であり、たとえばその直径は20
0ミクロンである。
0ミクロンである。
本発明方法の第2の出発点はアバランシェ形半導体ダイ
オードを準備することであり、このダイオードはたとえ
ばミリメートル波発振器として動作するようにドープさ
れエピタキシャル成長された単結晶シリコンディスクか
ら作られる。
オードを準備することであり、このダイオードはたとえ
ばミリメートル波発振器として動作するようにドープさ
れエピタキシャル成長された単結晶シリコンディスクか
ら作られる。
このディスクは円筒突起部3の直径にと同程度の対角線
長(200ミクロン)を有する矩形チップにカッ・され
ている。
長(200ミクロン)を有する矩形チップにカッ・され
ている。
換言すれば、熱圧着によりプラットフォーム4に溶接さ
れるチップ5の大きさが互いに同じ大きさにそろえられ
ていると都合がよい。
れるチップ5の大きさが互いに同じ大きさにそろえられ
ていると都合がよい。
チップ5に加えられる力が大きい場合(1500kg/
cm2の圧力)には、チップが破壊するかマウントの銅
の中にめり込んでしまうけれども、チップがプラットフ
ォームの全面をほぼ被っていればめり込むことはない。
cm2の圧力)には、チップが破壊するかマウントの銅
の中にめり込んでしまうけれども、チップがプラットフ
ォームの全面をほぼ被っていればめり込むことはない。
チップの矩形形状とプラットフォームの円筒形形状はそ
れぞれ別の方法で作られている。
れぞれ別の方法で作られている。
しかしこれら表面の完全な一致を達成するためにこれら
形状を同じにするように製造方法を複雑化する必要はな
い。
形状を同じにするように製造方法を複雑化する必要はな
い。
チップ5の厚さelはたとえば100ミクロン程度であ
る。
る。
この厚さはアバランシェダイオードの構造と所要発振周
波数により決められる。
波数により決められる。
厚さelより薄い厚さe2は製造処理の最終段階におけ
るダイオードの厚さを示している。
るダイオードの厚さを示している。
高さhと、Ho(h+e1)に関しては後述する。
第2図は前述の段階(b)、すなわちチップが横方向か
ら化学的にエツチングされた状態を示す。
ら化学的にエツチングされた状態を示す。
このエツチングを行なうため、エツチングする前にチッ
プ5の全表面にたとえばPICEINE(フランス国登
録商標)のような滴量のワックス20が付着される。
プ5の全表面にたとえばPICEINE(フランス国登
録商標)のような滴量のワックス20が付着される。
塩酸と硝酸の混合液(シリコンをエツチングするために
使用されるような液)の化合作用により横方向の浸食だ
けが起り、チップの厚さを減らさずにチップ5をほぼ円
筒形になるように溶かす。
使用されるような液)の化合作用により横方向の浸食だ
けが起り、チップの厚さを減らさずにチップ5をほぼ円
筒形になるように溶かす。
ワックスの「キャップ」20と、ニッケルめつきと金め
っきされている銅マウント10は前述のエツチング剤に
より腐食されない。
っきされている銅マウント10は前述のエツチング剤に
より腐食されない。
この残ったキャップはこの処理段階の後で溶剤により除
去される。
去される。
第3図は前述の段階(e)の処理された状態、すなわち
石英ガラスタイプのインピーダンス整合素子30を配置
し整合素子の中央孔中に樹脂光てん剤すなわちプラグ3
1が詰め込まれた状態を示す。
石英ガラスタイプのインピーダンス整合素子30を配置
し整合素子の中央孔中に樹脂光てん剤すなわちプラグ3
1が詰め込まれた状態を示す。
整合素子は外径りが半波長程度で内径dが200〜50
0ミクロン程度の石英ガラス管を1朋程度の長さに切り
出すことによって作られる。
0ミクロン程度の石英ガラス管を1朋程度の長さに切り
出すことによって作られる。
これら切り出された各輪切り片はh+elの厚さく第1
図のHl)よりも少し厚い程度に研磨される石英ガラス
管輪切り片が所定位置に固着される前に、ポリイミド樹
脂の滴量を付着し重合温度以下の温度で加熱することに
より整合素子がマウント10に正確に固着するように予
め準備されていなければならない。
図のHl)よりも少し厚い程度に研磨される石英ガラス
管輪切り片が所定位置に固着される前に、ポリイミド樹
脂の滴量を付着し重合温度以下の温度で加熱することに
より整合素子がマウント10に正確に固着するように予
め準備されていなければならない。
この輪切り片の中央孔に前述と同じポリイミド樹脂31
が詰め込まれる。
が詰め込まれる。
第4図は前述の段階(d)の処理された状態すなわち上
方部分が研削された状態を示す。
方部分が研削された状態を示す。
この研削処理はたとえばダイヤモンド研磨ペーストとア
ルミ研磨板を用い機械的に処理される。
ルミ研磨板を用い機械的に処理される。
ダイオード5の上面が完全に露出されたとき研削は停止
される弗化チッ素混合液を用いてダイオードの選択的な
化学的エツチングを適宜に行なってもよい第5図は前述
の段階(e)の処理された状態すなわち段階(d)にお
いて研削された上面がメタライズされた状態を示し、本
発明方法により完成されたミリメートル波発振器を示す
。
される弗化チッ素混合液を用いてダイオードの選択的な
化学的エツチングを適宜に行なってもよい第5図は前述
の段階(e)の処理された状態すなわち段階(d)にお
いて研削された上面がメタライズされた状態を示し、本
発明方法により完成されたミリメートル波発振器を示す
。
メタライズ金属層50はたとえばチタンをスパッタリン
グした後、金を蒸着(真空の下で)して1〜2ミクロン
厚の層を形成し、さらに金の塩の溶液中の電気分解によ
り強固にされる。
グした後、金を蒸着(真空の下で)して1〜2ミクロン
厚の層を形成し、さらに金の塩の溶液中の電気分解によ
り強固にされる。
第5図において、メタライズされた中央部に凹部51が
形成されているが、これはダイオードの選択的な化学的
エツチング(所望により施される)によるためである。
形成されているが、これはダイオードの選択的な化学的
エツチング(所望により施される)によるためである。
第5図において熱放散マウント10の全体が断面図で示
されており、これは円筒体部11とネジ溝付き脚部12
より成る。
されており、これは円筒体部11とネジ溝付き脚部12
より成る。
一例として、本発明により製造されたミリメートル波発
振器は次のような仕様な有するものである。
振器は次のような仕様な有するものである。
ダイオード5:最終厚さ:50ミクロン
マウント10:円筒体部11の直径:2.4mm、中央
突起部3の直径:0.2mm、中央突起部3の高さ:5
0ミクロン インピーダンス整合素子30:石英ガラスタイプ(誘電
率約4)、外径(D):2mm、内径(d):0.5m
m、厚さくH):約100ミクロン 発振周波数:45GHz 出カニ約50mW 一般に、インピーダンス整合素子30の外径りと厚さH
(第5図)の大きさは所与周波数と出力に対して最適値
にされる。
突起部3の直径:0.2mm、中央突起部3の高さ:5
0ミクロン インピーダンス整合素子30:石英ガラスタイプ(誘電
率約4)、外径(D):2mm、内径(d):0.5m
m、厚さくH):約100ミクロン 発振周波数:45GHz 出カニ約50mW 一般に、インピーダンス整合素子30の外径りと厚さH
(第5図)の大きさは所与周波数と出力に対して最適値
にされる。
これら大きさは試行錯誤法により求めることができる。
厚さHは、前述の方法に留意して、金属マウント(第1
図)10の中央起部の高さhを限定している。
図)10の中央起部の高さhを限定している。
本発明によるミリメートル波発振器を導波管に適合する
方法において、前記導波管の区画部に次のような装着用
の開口をあけなければならない。
方法において、前記導波管の区画部に次のような装着用
の開口をあけなければならない。
(イ)前記発振器が固着されている定置部材を挿入する
ための第1の開口であって、この開口に定置部材が挿入
されるときにメタライズ金属層50が前方に向かって進
むように固着されている定置部材用の第1の開口と、(
o)導波管の壁を横切ってその部分が絶縁スリーブによ
り保護されている接続導線を挿入するための第2の開口
と、(ハ)第2の開口と同様の第3の開口であって、第
2と第3の開口の間の接続導線がメタライズ金属層50
と並行となるようにあげられた第3の開口のそれぞれで
ある。
ための第1の開口であって、この開口に定置部材が挿入
されるときにメタライズ金属層50が前方に向かって進
むように固着されている定置部材用の第1の開口と、(
o)導波管の壁を横切ってその部分が絶縁スリーブによ
り保護されている接続導線を挿入するための第2の開口
と、(ハ)第2の開口と同様の第3の開口であって、第
2と第3の開口の間の接続導線がメタライズ金属層50
と並行となるようにあげられた第3の開口のそれぞれで
ある。
第6図の実施例において、導波管区画部100は導波管
の他の部分の壁よりも厚い壁を空胴60の片側に有して
いる。
の他の部分の壁よりも厚い壁を空胴60の片側に有して
いる。
第1の開口はこの厚い壁の部分に開口61としてあげら
れており、円筒形定置部材62(1部分のみ図示)を滑
動して挿入することができる。
れており、円筒形定置部材62(1部分のみ図示)を滑
動して挿入することができる。
この部材の直径は図示なしのクランプ装置により変更す
ることができる。
ることができる。
この部材の先端にネジ穴620が設けられ、この穴にマ
ウント10のネジ溝付き脚部12がネジ込まれることに
より発振器が支持固定されている。
ウント10のネジ溝付き脚部12がネジ込まれることに
より発振器が支持固定されている。
開口63と64は部材62の軸と直角な共通軸A−Aを
有する円筒体開口であり部材62と垂直になっている。
有する円筒体開口であり部材62と垂直になっている。
組立て作業を容易にするため、区画部100は軸A−A
を通り図面の面に垂直な面で切った2つの部分に予め分
割される。
を通り図面の面に垂直な面で切った2つの部分に予め分
割される。
円筒体63,640それぞれ半分ずつが形成され、ポリ
イミド樹脂で満たされる。
イミド樹脂で満たされる。
直径が0.1in程度の導線65が2つの樹脂の満たさ
れた半円筒体の間に張られて区画部の2つの部分が一体
化されるときに所定位置に維持され適当な加熱装置によ
り樹脂の重合が行なわれる。
れた半円筒体の間に張られて区画部の2つの部分が一体
化されるときに所定位置に維持され適当な加熱装置によ
り樹脂の重合が行なわれる。
本発明の利点をあげればさらに次のような点を指摘し得
る。
る。
(イ)従来はダイオードをケースに封じて保護している
けれども本発明はケースにより生ずる欠点を有すること
なくダイオードを効果的に保護できること。
けれども本発明はケースにより生ずる欠点を有すること
なくダイオードを効果的に保護できること。
(ロ)第6図に図示の如(そのバイアスをかける接続部
を簡素化でき、バイアス導線が導波管における電界と垂
直になっているため、直流給電線の高周波減結合を施す
必要を無くすことができること。
を簡素化でき、バイアス導線が導波管における電界と垂
直になっているため、直流給電線の高周波減結合を施す
必要を無くすことができること。
第1図〜第5図は本発明の方法の各段階を説明するため
の状態説明図、第6図は本発明により製造されたミリメ
ートル波発振器を導波管に適合させて装着したときの状
態説明図である。 5・・・・・半導体チップ、10・・・・・マウント(
1112,3)、3・・・・・・プラットフォーム4を
成しチップ5が装着されるマウント10の中央突起部、
20・・・・・ワックス(チップ5の選択的エツチング
を行なわせる保護層)、3a・・・・・・インピーダン
ス整合素子、31・・・・・・重合し得る樹脂、5o・
・・・・・金属層、100・・・・・・導波管区画部、
61・・・・・・ミIメートル波廃振器の定置部材62
の挿入用開口、62.63−/イアス琳線、65・・・
・・・挿入用開口。
の状態説明図、第6図は本発明により製造されたミリメ
ートル波発振器を導波管に適合させて装着したときの状
態説明図である。 5・・・・・半導体チップ、10・・・・・マウント(
1112,3)、3・・・・・・プラットフォーム4を
成しチップ5が装着されるマウント10の中央突起部、
20・・・・・ワックス(チップ5の選択的エツチング
を行なわせる保護層)、3a・・・・・・インピーダン
ス整合素子、31・・・・・・重合し得る樹脂、5o・
・・・・・金属層、100・・・・・・導波管区画部、
61・・・・・・ミIメートル波廃振器の定置部材62
の挿入用開口、62.63−/イアス琳線、65・・・
・・・挿入用開口。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 ミリメートル波発振器の製造方法において、(a)
所望周波数の発振器として動作できるアバランシェダイ
オードの如き半導体チップを金属マウントの平担部から
高さhだけ突起している突起プラットフォームを備えた
金属マウントの中央突起部に溶接する段階と、(b)前
記金属マウントに溶接されたチップの上面にエツチング
作用化学薬品に耐えるワックスを被覆することによりチ
ップの両側主表面を保護し前記チップの側面な前記化学
薬品によりエツチングする段階と、(e)前記突起部を
受は入れることのできる軸方向孔を有する円筒台形誘電
体により構成され重合されたとき前記誘電体と同程度の
誘電率となる重合し得る樹脂が前記孔に詰められている
インピーダンス整合素子を前記プラットフォームのまわ
りに配置する段階と、(d)前記樹脂を重合した後前記
半導体チップを露出させるように前記整合素子を研削す
る段階と、(e)研削された部分を金属層によりメタラ
イズする段階の各段階より成るミリメートル波発振器の
製造方法。 2 前記研削段階(至)により露出された半導体チップ
を化学薬品により選択的にエツチングする段階を前畝(
d)と(e)の段階の間に含むことを特徴とする第1項
記載の方法。 3 前記プラットフォームの高さhが段階(d)におい
て誘電体の所定厚さが得られるように定められているこ
とを特徴とする第1項記載の方法。 4 前記半導体チップがアバランシェダイオードであり
、前記インピーダンス整合素子が小さな内径のガラス管
を輪切りにして得られるガラス部材で作られており、重
合し得る樹脂がポリイミド系樹脂であることを特徴とす
る第1項記載の方法。 5 突起プラットフォームを備えた金属層と、前記プラ
ットフォーム上に設けられ円筒台形誘電体により囲まれ
た半導体ダイオードチップと、前記チップおよび前記誘
電体を覆う金属層とを備えたミリメートル波発振器。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7611442A FR2348574A1 (fr) | 1976-04-16 | 1976-04-16 | Procede de realisation d'une source d'ondes millimetriques et adaptation d'une telle source a la transmission par guide d'ondes |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS52127146A JPS52127146A (en) | 1977-10-25 |
JPS5811123B2 true JPS5811123B2 (ja) | 1983-03-01 |
Family
ID=9171987
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP52043401A Expired JPS5811123B2 (ja) | 1976-04-16 | 1977-04-15 | ミリメ−トル波発振器およびその製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4102037A (ja) |
JP (1) | JPS5811123B2 (ja) |
DE (1) | DE2716753A1 (ja) |
FR (1) | FR2348574A1 (ja) |
GB (1) | GB1536812A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6117303U (ja) * | 1984-07-09 | 1986-01-31 | 日産自動車株式会社 | 車両用ホイ−ルの取付構造 |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2420208A1 (fr) * | 1978-03-17 | 1979-10-12 | Thomson Csf | Procede de realisation collective d'une source d'ondes millimetriques de type preaccorde et source ainsi realisee |
FR2421478A2 (fr) * | 1978-03-31 | 1979-10-26 | Thomson Csf | Source d'ondes millimetriques a l'etat solide comportant un aerien directif |
FR2423088A1 (fr) * | 1978-04-14 | 1979-11-09 | Thomson Csf | Source d'ondes millimetriques comportant un module oscillateur et un module d'accord a capacite variable, et emetteur comportant une telle source |
US4279070A (en) * | 1980-03-04 | 1981-07-21 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Method of making integrated waveguide cavities |
JP2516301B2 (ja) * | 1991-06-13 | 1996-07-24 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション | テ―プ駆動装置 |
FR2769130B1 (fr) * | 1997-09-30 | 2001-06-08 | Thomson Csf | Procede d'enrobage d'une puce electronique et carte electronique comportant au moins une puce enrobee selon ce procede |
US6777684B1 (en) | 1999-08-23 | 2004-08-17 | Rose Research L.L.C. | Systems and methods for millimeter and sub-millimeter wave imaging |
US7498120B2 (en) * | 2004-09-15 | 2009-03-03 | Innosys, Inc. | Vacuum compatible high frequency electromagnetic and millimeter wave source components, devices and methods of micro-fabricating |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2100997B1 (ja) * | 1970-08-04 | 1973-12-21 | Silec Semi Conducteurs | |
US3689357A (en) * | 1970-12-10 | 1972-09-05 | Gen Motors Corp | Glass-polysilicon dielectric isolation |
DE2323438C3 (de) * | 1973-05-09 | 1978-12-21 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelementes |
IT1041193B (it) * | 1975-08-08 | 1980-01-10 | Selenia Ind Elettroniche | Perfezionamenti nei procedimenti per la fabbricazione di dispositivi a semiconduttor |
-
1976
- 1976-04-16 FR FR7611442A patent/FR2348574A1/fr active Granted
-
1977
- 1977-04-13 GB GB15412/77A patent/GB1536812A/en not_active Expired
- 1977-04-13 US US05/787,058 patent/US4102037A/en not_active Expired - Lifetime
- 1977-04-15 JP JP52043401A patent/JPS5811123B2/ja not_active Expired
- 1977-04-15 DE DE19772716753 patent/DE2716753A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6117303U (ja) * | 1984-07-09 | 1986-01-31 | 日産自動車株式会社 | 車両用ホイ−ルの取付構造 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4102037A (en) | 1978-07-25 |
GB1536812A (en) | 1978-12-20 |
FR2348574A1 (fr) | 1977-11-10 |
DE2716753A1 (de) | 1977-11-03 |
JPS52127146A (en) | 1977-10-25 |
FR2348574B1 (ja) | 1978-08-25 |
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