RU2012172C1 - Sealed package for microwave integrated circuits - Google Patents

Sealed package for microwave integrated circuits Download PDF

Info

Publication number
RU2012172C1
RU2012172C1 SU4695994A RU2012172C1 RU 2012172 C1 RU2012172 C1 RU 2012172C1 SU 4695994 A SU4695994 A SU 4695994A RU 2012172 C1 RU2012172 C1 RU 2012172C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rectangular
transmission line
microstrip transmission
metallized
microstrip
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ю.А. Кирсанов
В.С. Лесин
А.А. Данилов
Н.П. Артамонова
В.В. Виноградов
Original Assignee
Государственное научно-производственное предприятие "Эриком"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное научно-производственное предприятие "Эриком" filed Critical Государственное научно-производственное предприятие "Эриком"
Priority to SU4695994 priority Critical patent/RU2012172C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2012172C1 publication Critical patent/RU2012172C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Abstract

FIELD: microwave instrumentation engineering. SUBSTANCE: package has metal base, metal cover with flanged edges whose rectangular through cuts receive microwave terminal leads in the form of microstrip transmission line on rectangular dielectric substrate. Substrate surface abutting metal base and two end surfaces parallel to microstrip transmission line are metallized. Microstrip transmission line is cross-shaped as it forms metallized rectangular expanded sections abutting both microstrip transmission line and two metallized end surfaces of substrate. Metallized end surfaces are spaced apart at distance equal to dielectric substrate width and is selected within
Figure 00000003
; length of rectangular expanded section along microstrip transmission line is found from equation
Figure 00000004
, where λ0 is mean wavelength of working frequency range in free space; εg is dielectric constant of substrate material. Metallized portions of rectangular expanded sections of microstrip transmission line are in electric contact with horizontal strip of rectangular through cuts in flanged edges of cover over entire length between metallized end surfaces of dielectric substrate. EFFECT: simplified design, reduced electromagnetic loss level. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано при конструировании интегральных полупроводниковых и ферритовых приборов СВЧ. The invention relates to microwave technology and can be used in the design of integrated semiconductor and ferrite microwave devices.

Известен герметичный корпус для интегральных СВЧ-схем, содержащий металлическое основание, металлическую крышку и две керамические рамки, между которыми расположена металлизация, имеющая гантелеобразную форму. Основание крышки и две керамические рамки герметично соединены между собой [1] . Known sealed enclosure for microwave integrated circuits, containing a metal base, a metal cover and two ceramic frames, between which there is a metallization having a dumbbell-shaped. The base of the cover and two ceramic frames are tightly interconnected [1].

Недостатками известной конструкции корпуса являются сложность конструкции, обусловленная наличием двух керамических рамок, необходимостью точного совмещения этих рамок, большим числом спаиваемиых слоев, а также необходимость использования герметизирующей диэлектрической пасты и сравнительно большой уровень электромагнитных потерь, особенно в высокой части СВЧ-диапазона. The disadvantages of the known housing design are the design complexity due to the presence of two ceramic frames, the need for accurate combination of these frames, a large number of soldered layers, the need to use a sealing dielectric paste and a relatively high level of electromagnetic losses, especially in the high part of the microwave range.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является герметичный корпус для интегральных СВЧ-схем, содержащий металлическое основание, металлическую крышку с отбортовкой и микрополосковые СВЧ-выводы, каждый из которых содержит прямоугольную диэлектрическую подложку, имеющую на одной из широких и на двух узких ее поверхностях сплошную металлизацию, а на другой широкой поверхности вдоль ее продольной оси расположен микрополосковый проводник, при этом диэлектрическая подложка расположена в прямоугольном сквозном вырезе, выполненном в отбортовке крышки, а сплошная металлизация подложки имеет гальваническую связь с металлическим основанием и со стенками выреза [2] . The closest in technical essence and the achieved effect to the invention is a sealed case for integrated microwave circuits, containing a metal base, a metal cover with flanging and microstrip microwave terminals, each of which contains a rectangular dielectric substrate having one of the wide and two narrow its surfaces are continuous metallization, and on the other wide surface along its longitudinal axis there is a microstrip conductor, while the dielectric substrate is located in a rectangular a through cutout made in the flanging of the cover, and the continuous metallization of the substrate has a galvanic connection with the metal base and with the walls of the cutout [2].

Недостатками известного устройства являются сложность конструкции, обусловленная наличием в каждом микрополосковом СВЧ-выводе двух прямоугольных диэлектрических подложек, требующих точного совмещения и их расположения относительно микрополоскового проводника, точность расположения диэлектрических подложек необходима для обеспечения малого уровня коэффициента отражения СВЧ-выводов, большое число элементов, требующих пайки, и необходимость использования в выводах СВЧ герметизирующей диэлектрической пасты еще более усложняет конструкцию устройства, сравнительно большой уровень электромагнитных потерь, особенно в высокой части СВЧ-диапазона, обусловленный сильной концентрацией СВЧ-тока в сравнительно узком микрополосковом проводнике и сравнительно сильным излучением микрополосковой линии. The disadvantages of the known device are the design complexity due to the presence in each microstrip microwave terminal of two rectangular dielectric substrates that require precise alignment and their location relative to the microstrip conductor, the accuracy of the location of the dielectric substrates is necessary to ensure a low level of reflection coefficient of the microwave terminals, a large number of elements requiring soldering, and the need to use in the conclusions of the microwave sealing dielectric paste even more complicates the structure of the device, a relatively high level of electromagnetic losses, especially in the high part of the microwave range, due to the strong concentration of microwave current in a relatively narrow microstrip conductor and the relatively strong radiation of the microstrip line.

Цель изобретения - упрощение конструкции корпуса и снижение уровня электромагнитных потерь. The purpose of the invention is to simplify the design of the housing and reduce the level of electromagnetic losses.

Цель достигается тем, что СВЧ-вывод герметичного корпуса для интегральной схемы СВЧ выполнен в виде микрополосковой линии передачи на прямоугольной диэлектрической подложке, микрополосковая линия передачи выполнена крестообразной формы в виде металлизированных участков прямоугольных расширений с образованием прямоугольного волновода, заполненного диэлектриком шириной 0.7

Figure 00000005
W ≅ 0.8
Figure 00000006
и длиной F=
Figure 00000007
, где λo - средняя длина рабочего диапазона волн в свободном пространстве, [м] , εд - диэлектрическая проницаемость материала диэлектрической подложки.The goal is achieved in that the microwave output of the sealed enclosure for the microwave integrated circuit is made in the form of a microstrip transmission line on a rectangular dielectric substrate, the microstrip transmission line is made in the form of crosses in the form of metallized sections of rectangular extensions with the formation of a rectangular waveguide filled with a dielectric 0.7 wide
Figure 00000005
W ≅ 0.8
Figure 00000006
and length F =
Figure 00000007
where λ o is the average length of the working wave range in free space, [m], ε d is the dielectric constant of the material of the dielectric substrate.

Сущность изобретения заключается в том, что в герметичном корпусе для интегральной схемы СВЧ, содержащем металлическое основание, металлическую крышку с отбортовкой, в прямоугольных сквозных вырезах которой установлены СВЧ-выводы в виде микрополосковой линии передачи на прямоугольной диэлектрической подложке, одна из сторон которой, противоположная размещению микрополосковой линии передачи и две ее торцовые поверхности, параллельные микрополосковой линии передачи и две ее торцовые поверхности, параллельные микрополосковой линии передачи, металлизированы и примыкают к соответствующим поверхностям металлического основания и вертикальным планкам прямоугольных сквозных вырезов отбортовки крышки, согласно изобретению, микрополосковая линия передачи выполнена крестообразной формы в виде металлизированных участков прямоугольных расширений, примыкающих к микрополосковой линии передачи и к двум металлизированным торцовым поверхностям подложки, расстояние между металлизированными торцовыми поверхностями диэлектрической подложки выбрано в пределах
0.7

Figure 00000008
W ≅
Figure 00000009
, а длина прямоугольного расширения F вдоль микрополосковой линии передачи выбрана в соответствии с выражением
Figure 00000010
, где λo - средняя длина рабочего диапазона волн в свободном пространстве; εд - диэлектрическая проницаемотсь материала диэлектрической подложки, при этом металлизированные участки прямоугольных расширений микрополосковой линии передачи электрически контактируют с горизонтальной планкой прямоугольных сквозных вырезов отбортовки крышки.The essence of the invention lies in the fact that in a sealed enclosure for a microwave integrated circuit containing a metal base, a metal cover with a flange, in the rectangular through cuts of which the microwave terminals are installed in the form of a microstrip transmission line on a rectangular dielectric substrate, one side of which is opposite to the placement microstrip transmission line and its two end surfaces parallel to the microstrip transmission line and its two end surfaces parallel to the microstrip transmissions are metallized and adjacent to the respective surfaces of the metal base and the vertical slats of the rectangular through cut-outs of the flanging of the cover, according to the invention, the microstrip transmission line is made in the form of a cross in the form of metallized sections of rectangular extensions adjacent to the microstrip transmission line and to two metallized end surfaces of the substrate, the distance between metallized end surfaces of the dielectric substrate is selected within
0.7
Figure 00000008
W ≅
Figure 00000009
and the length of the rectangular extension F along the microstrip transmission line is selected in accordance with the expression
Figure 00000010
where λ o - the average length of the working range of waves in free space; ε d is the dielectric constant of the dielectric substrate material, while the metallized sections of the rectangular extensions of the microstrip transmission line are electrically in contact with the horizontal strip of the rectangular through cutouts of the flanging of the cover.

Кроме того, герметичный корпус для интегральной схемы СВЧ снабжен штырем, установленным в отверстии металлического основания с возможностью перемещения вдоль оси этого отверстия, в диэлектрической подложке со стороны металлического основания по центру пересечения микрополосковой линии передачи и прямоугольного расширения выполнено глухое отверстие, соосное этому диаметру металлического штыря, не превышающему длину прямоугольного расширения F. In addition, the sealed housing for the microwave integrated circuit is equipped with a pin mounted in the hole of the metal base with the possibility of movement along the axis of this hole, in the dielectric substrate from the side of the metal base at the center of intersection of the microstrip transmission line and the rectangular expansion, a blind hole is made coaxial with this diameter of the metal pin not exceeding the length of the rectangular extension F.

Упрощение конструкции обусловлено снижением более чем на порядок требований к конструктивному допуску на расположение элемента, сочленяемого с токонесущей металлизацией микрополоскового СВЧ-вывода (в предлагаемом устройстве таким элементом является крышка корпуса). Уменьшение уровня электромагнитных потерь обусловлено снижением плотности СВЧ-тока в центральной части токонесущей металлизации микрополоскового СВЧ-вывода из-за расширения ее центральной части и ликвидации паразитного излучения из средней части микрополоскосого проводника. Указанное соотношение для определения F выбрано из условия обеспечения высокого коэффициента трансформации волны квази-ТЕМ-типа, распространяющегося в несимметричной микрополосковой линии, в волну H10, являющуюся основной волной, распространяющейся в прямоугольном микрополосковом расширении.The simplification of the design is due to a decrease by more than an order of requirements for the structural tolerance for the location of the element articulated with current-carrying metallization of the microstrip microwave output (in the proposed device, such an element is the housing cover). The decrease in the level of electromagnetic losses is due to a decrease in the density of the microwave current in the central part of the current-carrying metallization of the microstrip microwave output due to the expansion of its central part and the elimination of spurious radiation from the middle part of the microstrip conductor. The indicated relation for determining F is selected from the condition of ensuring a high coefficient of transformation of a quasi-TEM type wave propagating in an asymmetric microstrip line into an H 10 wave, which is the main wave propagating in a rectangular microstrip extension.

Одинаковый размер ширины диэлектрической подложки и ширины волновода, заполненного диэлектриком, гальваническая связь выреза в отбортовке с микрополосковым расширением позволяет упростить конструкцию корпуса и снизить уровень электромагнитных потерь. Первое обусловлено отсутствием необходимости введения герметизирующей диэлектрической пасты между отбортовкой крышки корпуса и поверхностью диэлектрической подложки вблизи центральной части токонесущей металлизации микрополоскового СВЧ-вывода, а второе - отсутствием излучения из центральной части микрополоскового СВЧ-вывода за счет полной ее экранировки. The same size of the width of the dielectric substrate and the width of the waveguide filled with a dielectric, the galvanic connection of the flanging in the flanging with microstrip expansion makes it possible to simplify the design of the casing and reduce the level of electromagnetic losses. The first is due to the lack of the need to introduce a sealing dielectric paste between the flanging of the housing cover and the surface of the dielectric substrate near the central part of the current-carrying metallization of the microstrip microwave output, and the second due to the absence of radiation from the central part of the microstrip microwave output due to its complete shielding.

Ширина диэлектрической подложки, равная ширине прямоугольного волновода, заполненного диэлектриком W, выбирается из соотношения
0.7

Figure 00000011
W ≅ 0.8
Figure 00000012
, взята из условия обеспечения работоспособности микрополосковых СВЧ-выводов на низшем типе волны (Н10). В противном случае низкополосковые СВЧ-выводы имеют повышенный уровень электромагнитных потерь из-за возможного распространения паразитных типов волн (если W ограничена только со стороны малых величин, т. е.The width of the dielectric substrate, equal to the width of a rectangular waveguide filled with a dielectric W, is selected from the relation
0.7
Figure 00000011
W ≅ 0.8
Figure 00000012
, taken from the conditions for ensuring the operability of microstrip microwave terminals on the lower type of wave (H 10 ). Otherwise, low-band microwave terminals have an increased level of electromagnetic losses due to the possible propagation of spurious wave types (if W is limited only by small quantities, i.e.

W>0.7

Figure 00000013
. или из-за запредельных свойств средней части металлизированной диэлектрической подложки (если W ограничена только со стороны больших величин, т. е.W> 0.7
Figure 00000013
. or because of the transcendental properties of the middle part of a metallized dielectric substrate (if W is limited only by large quantities, i.e.

Figure 00000014
,
Отверстие в диэлектрической подложке микроволнового СВЧ-вывода и металлический штырь, расположенный с возможностью перемещения вдоль оси отверстия, позволяют расширить рабочий диапазон длин волн герметичного корпуса по минимальному уровню электромагнитных потерь за счет уменьшения частотной дисперсии микрополоскового волновода, образованного участками сплошной металлизации и микрополосковым прямоугольным расширением. При величине диаметра металлического штыря более длины микрополоскового прямоугольного расширения
Figure 00000015
Figure 00000016
нарушается оптимальная работа СВЧ-вывода из-за появления скачка волновых сопротивлений в области расширения прямоугольного микрополоскового проводника. Нарушение контакта по боковой поверхности металлического штыря с основанием приводит к увеличению электромагнитных потерь за счет излучения микрополоскового СВЧ-вывода.
Figure 00000014
,
The hole in the dielectric substrate of the microwave microwave output and a metal pin, located with the possibility of moving along the axis of the hole, allow you to expand the operating range of wavelengths of the sealed enclosure at the minimum level of electromagnetic losses by reducing the frequency dispersion of the microstrip waveguide formed by the areas of continuous metallization and microstrip rectangular expansion. When the diameter of the metal pin is more than the length of the microstrip rectangular expansion
Figure 00000015
Figure 00000016
the optimal operation of the microwave output is violated due to the appearance of a jump in wave impedances in the expansion region of a rectangular microstrip conductor. Failure of contact along the lateral surface of the metal pin with the base leads to an increase in electromagnetic losses due to the emission of the microstrip microwave output.

На фиг. 1 корпус с приподнятой крышкой, общий вид; на фиг. 2 - СВЧ-вывод, общий вид; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1. In FIG. 1 case with a raised lid, general view; in FIG. 2 - microwave output, general view; in FIG. 3 is a section AA in FIG. 1.

Герметичный корпус содержит металлическое основание 1, металлическую крышку 2 и микрополосковые СВЧ-выводы 3. Крышка 2 имеет отбортовку 4, выполненную перпендикулярно плоскости крышки 2. В отбортовке 4 крышки 2 сделаны прямоугольные сквозные вырезы 5, число которых равно числу микрополосковых СВЧ-выводов 3. Каждый микрополосковый СВЧ-вывод 3 содержит одну прямоугольную диэлектрическию подложку 6, ширина которой равна соответствующему размеру прямоугольного сквозного выреза 5 и ширине прямоугольного микрополоскового расширения W, выбранного из соотношения:
0.7

Figure 00000017
W ≅
Figure 00000018
Длина l диэлектрической подложки 6 равна общей длине микрополоскового проводника и составляет не менее
Figure 00000019
.The sealed housing contains a metal base 1, a metal cover 2 and microstrip microwave terminals 3. The cover 2 has a flange 4 made perpendicular to the plane of the cover 2. In the flange 4 of the cover 2, rectangular through cuts 5 are made, the number of which is equal to the number of microstrip microwave terminals 3. Each microstrip microwave output 3 contains one rectangular dielectric substrate 6, the width of which is equal to the corresponding size of the rectangular through-cut 5 and the width of the rectangular microstrip expansion W, selected from the ratio:
0.7
Figure 00000017
W ≅
Figure 00000018
The length l of the dielectric substrate 6 is equal to the total length of the microstrip conductor and is at least
Figure 00000019
.

На одной из широких поверхностей диэлектрической подложки выполнено микрополосковое прямоугольное расширение 7, оси которого LL' и OO' совпадают с соответствующими осями диэлектрической подложки 6. Длина F прямоугольного микрополоскового расширения 7 определяется рабочим диапазоном частот и составляет

Figure 00000020
.A microstrip rectangular extension 7 is made on one of the wide surfaces of the dielectric substrate, the axes of which LL 'and OO' coincide with the corresponding axes of the dielectric substrate 6. The length F of the rectangular microstrip extension 7 is determined by the operating frequency range and is
Figure 00000020
.

Другие продольные поверхности 9-11 диэлектрической подложки 6 сплошь металлизированы. Диэлектрические подложки 6 расположены в прямоугольных сквозных вырезах 5 отбортовки 4 крышки 2. Толщина отбортовки 4 крышки 2 не превышает длины F микрополоскового прямоугольного расширения 7. Металлическое основание 1, металлизированные поверхности 7,9,10,11 диэлектрической подложки 6 и крышка 2 гальванически связаны, например спаяны между собой так, что отбортовка 4 крышки 2 не выступает за длину F микрополоскового прямоугольного расширения 7 и имеет с ней и с основанием 1 гальваническую связь по всему периметру. Прямоугольный сквозной вырез 5, выполненный в отбортовке 4 крышки 2, также имеет гальваническую связь по периметру с металлизациями 9-11 диэлектрической подложки 6. Other longitudinal surfaces 9-11 of the dielectric substrate 6 are completely metallized. The dielectric substrates 6 are located in rectangular through-cuts 5 of the flanging 4 of the cover 2. The thickness of the flanging 4 of the cover 2 does not exceed the length F of the microstrip rectangular expansion 7. The metal base 1, the metallized surfaces 7,9,10,11 of the dielectric substrate 6 and the cover 2 are galvanically connected, for example, they are welded together so that the flanging 4 of the cover 2 does not protrude beyond the length F of the microstrip rectangular extension 7 and has galvanic connection with it and with the base 1 along the entire perimeter. A rectangular through cutout 5 made in the flanging 4 of the cover 2 also has a galvanic connection along the perimeter with metallization 9-11 of the dielectric substrate 6.

Герметичный корпус имеет в диэлектрической подложке 6 глухое отверстие 12, выполненное со стороны основания 1. Ось MM' отверстия 12 проходит через точку пересечения осей OO', LL' и перпендикулярна плоскости диэлектрической подложки 6. В отверстие 12 помещен металлический штырь 13, имеющий возможность перемещения вдоль оси MM' и имеющий контакт по боковой поверхности 14 с металлическим основанием 1. Диаметр штыря 13 не превышает длину F микрополоскового прямоугольного расширения. The sealed enclosure in the dielectric substrate 6 has a blind hole 12 made from the base 1. The axis MM 'of the hole 12 passes through the intersection point of the axes OO', LL 'and is perpendicular to the plane of the dielectric substrate 6. A metal pin 13 is placed in the hole 12, which can be moved along the axis MM 'and having contact along the side surface 14 with the metal base 1. The diameter of the pin 13 does not exceed the length F of the microstrip rectangular expansion.

Герметичный корпус работает следующим образом. При возбуждении микрополоскового СВЧ-вывода 3 волна типа квази-ТЕМ распространяется по несимметричной микрополосковой линии, токонесущим проводником которой является микрополосковый проводник 8, имеющий расширение 7, а экранной плоскостью - металлическое основание 1. За счет прямоугольного расширения микрополоскового проводника, ширина W которого выбирается из интервала
0.7

Figure 00000021
W ≅ 0.8
Figure 00000022
, а длина составляет
Figure 00000023
и гальванической связи микрополоскового расширения со сплошной металлизацией поверхностей 9-11 диэлектрической подложки 6 квази-ТЕМ волна трансформируется в низший тип волны H10 и распространяется в микрополосковом волноводе, образованном металлизированными поверхностями 9,10,11,7 диэлектрической подложки 6.The sealed enclosure operates as follows. When a microstrip microwave output 3 is excited, a quasi-TEM wave propagates along an asymmetric microstrip line, the current-carrying conductor of which is a microstrip conductor 8, having an extension of 7, and a metal base 1, due to the rectangular plane. Due to the rectangular expansion of the microstrip conductor, the width W of which is selected from interval
0.7
Figure 00000021
W ≅ 0.8
Figure 00000022
and the length is
Figure 00000023
and galvanic coupling of the microstrip expansion with the continuous metallization of the surfaces of 9-11 of the quasi-TEM dielectric 6, the wave is transformed into the lower type of wave H 10 and propagates in the microstrip waveguide formed by the metallized surfaces 9,10,11,7 of the dielectric substrate 6.

На выходе микрополоскового волновода волна Н10 трансформируется обратно в волну квази-ТЕМ типа. Длина F, равная

Figure 00000024
, обеспечивает хорошее согласование микрополосковых СВЧ-выводов.At the output of the microstrip waveguide, the H 10 wave is transformed back into a quasi-TEM type wave. Length F equal
Figure 00000024
, provides good matching of microstrip microwave outputs.

Уменьшение электромагнитных потерь достигается за счет использования в средней части микрополоскового СВЧ-вывода микрополоскового волновода и, следовательно, снижения концентрации СВЧ-тока в средней части токонесущего проводника, и ликвидации электромагнитного излучения из средней части токонесущего проводника. The reduction of electromagnetic losses is achieved through the use of a microstrip waveguide in the middle part of the microstrip microwave output and, consequently, a decrease in the microwave current concentration in the middle part of the current-carrying conductor, and elimination of electromagnetic radiation from the middle part of the current-carrying conductor.

Герметичность корпуса обеспечивается за счет пайки отбортовки 4 крышки 2 и металлизации 7 диэлектрической подложки 6. The tightness of the housing is ensured by soldering flanging 4 of the cover 2 and metallization 7 of the dielectric substrate 6.

Упрощение конструкции герметичного корпуса связано с использованием однослойного СВЧ-вывода и снижением конструктивного допуска на расположение отбортовки 4 крышки 2 на микрополосковом проводнике 7 диэлектрической подложки 6. The simplification of the design of the sealed enclosure is associated with the use of a single-layer microwave output and a decrease in the structural tolerance for the location of the flanging 4 of the cover 2 on the microstrip conductor 7 of the dielectric substrate 6.

Расширение рабочей полосы частот по минимальному уровню электромагнитных потерь и подстройка герметичного корпуса осуществляются путем снижения частотной дисперсии сигнала, распространяющегося в микрополосковом волноводе, образованном металлизированными поверхностями 7,9,10,11 за счет введения металлического штыря 13 в отверстие 12, выполненное в диэлектрической пластине 6. Контакт между боковой поверхностью 14 штыря 13 и основанием 1 позволяет ликвидировать паразитное излучение из корпуса. The extension of the working frequency band for the minimum level of electromagnetic losses and the adjustment of the sealed enclosure are carried out by reducing the frequency dispersion of the signal propagating in the microstrip waveguide formed by the metallized surfaces 7,9,10,11 by introducing a metal pin 13 into the hole 12 made in the dielectric plate 6 The contact between the side surface 14 of the pin 13 and the base 1 allows to eliminate spurious radiation from the housing.

В качестве конкретного примера изготовлен герметичный корпус для интегральных микрополосковых СВЧ-схем. Основание и крышка изготовлены из ковара. Диэлектрическая пластина выполнена из поликора, диэлектрическая проницаемость которого εд равна 9,8. Ширина диэлектрической пластины равна ширине микрополоскового прямоугольного расширения. Последняя выбиралась из соотношения:
0.7

Figure 00000025
W ≅ 0.8
Figure 00000026
и составляет W = 5 мм. Длина диэлектрической подложки l выбиралась из конструктивных соображений с учетом условия l≥F и составляет 6 мм. Длина микрополоскового прямоугольного расширения определялась из соотношения:
Figure 00000027
и составляет 3 мм. Толщина диэлектрической подложки составляет 0,5 мм. Металлизация изготавливалась по толстопленочной технологии из пасты 3711 (АУЭО, 027.005 ТУ). Основание, крышка и микрополосковые СВЧ-выводы паялись одновременно. Диаметр металлического штыря равен 3 мм. Герметичный корпус в диапазоне частот 20 ГГц имеет электромагнитные потери не более 0,3 дБ, КСВН не более 1,15. При введении металлического штыря величина КСВН снизилась до 1,1, а рабочая полоса частот увеличилась на 10% .As a specific example, a sealed enclosure for integrated microstrip microwave circuits is manufactured. The base and cover are made of crochet. The dielectric plate is made of polycor, the dielectric constant of which ε d is 9.8. The width of the dielectric plate is equal to the width of the microstrip rectangular expansion. The latter was chosen from the ratio:
0.7
Figure 00000025
W ≅ 0.8
Figure 00000026
and is W = 5 mm. The dielectric substrate length l was chosen from design considerations taking into account the condition l≥F and is 6 mm. The length of the microstrip rectangular expansion was determined from the ratio:
Figure 00000027
and is 3 mm. The thickness of the dielectric substrate is 0.5 mm. Metallization was made using thick-film technology from paste 3711 (AUEO, 027.005 TU). The base, cover and microstrip microwave terminals were soldered simultaneously. The diameter of the metal pin is 3 mm. The sealed enclosure in the frequency range of 20 GHz has an electromagnetic loss of not more than 0.3 dB, VSWR not more than 1.15. With the introduction of a metal pin, the VSWR value decreased to 1.1, and the operating frequency band increased by 10%.

Корпус, созданный по схеме прототипа, в более низком диапазоне частот (18 ГГц) имеет КСВН= 1,25, а электромагнитные потери 0,5 дБ. The case, created according to the prototype scheme, in the lower frequency range (18 GHz) has a VSWR = 1.25, and the electromagnetic loss is 0.5 dB.

Таким образом, преимуществами герметичного корпуса по сравнению с прототипом являются упрощение конструкции, обусловленное тем, что СВЧ-вывод в корпусе содержит одну диэлектрическую подложку, что позволяет уменьшить число сочленяемых элементов, введение прямоугольного микрополоскового расширения в средней части микрополоскового проводника позволяет снизить более чем на порядок конструктивных допуск на расположение крышки относительно применения герметизирующей диэлектрической пасты в микрополосковых СВЧ-выводах; снижение на 40% уровня электромагнитных потерь путем снижения плотности СВЧ-тока в токонесущем микрополосковом проводнике СВЧ-вывода из-за расширения его центральной части и путем снижения электромагнитного излучения из-за гальванической связи прямоугольного микрополоскового расширения со сплошной металлизацией узких стенок диэлектрической подложки; снижение уровня КСВН до 1,1 и расширение на 10% рабочей полосы частот по минимальному уровню электромагнитных потерь путем уменьшения дисперсии основного типа волны за счет введения микрополоскового прямоугольного расширения, длина которого F определяется из соотношения

Figure 00000028
, и металлического штыря, диаметр которого составляет не более F.Thus, the advantages of a sealed enclosure compared to the prototype are the simplification of the design, due to the fact that the microwave output in the housing contains one dielectric substrate, which reduces the number of articulated elements, the introduction of a rectangular microstrip expansion in the middle part of the microstrip conductor can be reduced by more than an order of magnitude design tolerance for the location of the lid regarding the use of sealing dielectric paste in microstrip microwave terminals; 40% reduction in the level of electromagnetic losses by reducing the density of the microwave current in the current-carrying microstrip conductor of the microwave output due to the expansion of its central part and by reducing electromagnetic radiation due to the galvanic coupling of the rectangular microstrip expansion with continuous metallization of the narrow walls of the dielectric substrate; reducing the VSWR level to 1.1 and expanding by 10% the working frequency band according to the minimum level of electromagnetic losses by reducing the dispersion of the main wave type due to the introduction of a microstrip rectangular expansion, the length of which F is determined from the ratio
Figure 00000028
, and a metal pin whose diameter is not more than F.

Claims (2)

1. ГЕРМЕТИЧНЫЙ КОРПУС ДЛЯ ИНТЕГРАЛЬНОЙ СХЕМЫ СВЧ, содержащий металлическое основание, металлическую крышку с отбортовкой, в прямоугольных сквозных вырезах которой установлены СВЧ-выводы в виде микрополосковой линии передачи на прямоугольной диэлектрической подложке, одна из сторон которой, противоположная размещению микрополосковой линии передачи, и две ее торцевые поверхности, параллельные микрополосковой линии передачи, металлизированы и примыкают к соответствующим поверхностям металлического основания и вертикальным планкам прямоугольных сквозных вырезов отбортовки крышки, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и снижения уровня электромагнитных потерь, микрополосковая линия передачи выполнена крестообразной в виде металлизированных участков прямоугольных расширений, примыкающих к микрополосковой линии передачи и к двум металлизированным торцевым поверхностям подложки, расстояние W между металлизированными торцевыми поверхностями диэлектрической подложки выбрано в пределах
0.7
Figure 00000029
≅ W ≅ 0.8
Figure 00000030
, ,
а длина F прямоугольного расширения вдоль микрополосковой линии передачи выбрана в соответствии с выражением
F =
Figure 00000031
, ,
где λ0 - средняя длина рабочего диапазона волн в свободном пространстве,
Eg - диэлектрическая проницаемость материала диэлектрической подложки, при этом металлизированные участки прямоугольных расширений микрополосковой линии передачи электрически контактируют с горизонтальной планкой прямоугольных сквозных вырезов отбортовки крышки.1. A SEALED HOUSING FOR A MICROWAVE INTEGRAL CIRCUIT, comprising a metal base, a flare metal cover, in the rectangular through-cuts of which microwave terminals are installed in the form of a microstrip transmission line on a rectangular dielectric substrate, one side of which is opposite to the placement of the microstrip transmission line, and two its end surfaces parallel to the microstrip transmission line are metallized and are adjacent to the corresponding surfaces of the metal base and vertical bars rim-shaped through-through cut-outs of the flanging of the cover, characterized in that, in order to simplify the design and reduce the level of electromagnetic losses, the microstrip transmission line is made cross-shaped in the form of metallized sections of rectangular extensions adjacent to the microstrip transmission line and to two metallized end surfaces of the substrate, the distance W between the metallized end surfaces of the dielectric substrate is selected within
0.7
Figure 00000029
≅ W ≅ 0.8
Figure 00000030
,,
and the length F of the rectangular extension along the microstrip transmission line is selected in accordance with the expression
F =
Figure 00000031
,,
where λ 0 is the average length of the working range of waves in free space,
E g is the dielectric constant of the dielectric substrate material, while the metallized sections of the rectangular extensions of the microstrip transmission line are electrically in contact with the horizontal strip of the rectangular through cut-outs of the flanging of the cover. 2. Корпус по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен металлическим штырем, установленным в отверстии металлического основания с возможностью перемещения вдоль оси этого отверстия, в диэлектрической подложке со стороны металлического основания по центру пересечения микрополосковой линии передачи и прямоугольного расширения выполнено глухое отверстие, соосное с этим диаметром металлического штыря, не превышающим длину F прямоугольного расширения. 2. The housing according to claim 1, characterized in that it is equipped with a metal pin mounted in the hole of the metal base with the possibility of movement along the axis of this hole, in the dielectric substrate from the side of the metal base at the center of intersection of the microstrip transmission line and the rectangular expansion, a blind hole is made, coaxial with this diameter of the metal pin, not exceeding the length F of the rectangular extension.
SU4695994 1989-05-23 1989-05-23 Sealed package for microwave integrated circuits RU2012172C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4695994 RU2012172C1 (en) 1989-05-23 1989-05-23 Sealed package for microwave integrated circuits

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4695994 RU2012172C1 (en) 1989-05-23 1989-05-23 Sealed package for microwave integrated circuits

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2012172C1 true RU2012172C1 (en) 1994-04-30

Family

ID=21449794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4695994 RU2012172C1 (en) 1989-05-23 1989-05-23 Sealed package for microwave integrated circuits

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2012172C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2494494C1 (en) * 2012-04-20 2013-09-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") Method to manufacture body of high-capacity semiconductor microwave instrument

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2494494C1 (en) * 2012-04-20 2013-09-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") Method to manufacture body of high-capacity semiconductor microwave instrument

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5867073A (en) Waveguide to transmission line transition
US7132905B2 (en) Input/output coupling structure for dielectric waveguide having conductive coupling patterns separated by a spacer
US5107231A (en) Dielectric waveguide to TEM transmission line signal launcher
AU2010329983B2 (en) Microwave transition device between a microstrip line and a rectangular waveguide
US7746191B2 (en) Waveguide to microstrip line transition having a conductive footprint for providing a contact free element
US20010049266A1 (en) Structure for connecting non -radiative dielectric waveguide and metal waveguide, millimeter wave transmitting/receiving module and millimeter wave transmitter/receiver
KR100287258B1 (en) Dielectric Resonator, Dielectric Filter, Duplexer and Communication Device
US3496492A (en) Microwave strip-in-trough line
US4052683A (en) Microwave device
CN114188686B (en) H-face waveguide/microstrip probe conversion device
US4006425A (en) Dielectric image guide integrated mixer/detector circuit
KR100401964B1 (en) Filter, multiplexer, and communication apparatus
JP2000101311A (en) Signal line to wave guide transformer
RU2012172C1 (en) Sealed package for microwave integrated circuits
EP1605540A1 (en) Finline type microwave band-pass filter
US20080136550A1 (en) Line transition device, high-frequency module, and communication apparatus
US6445256B1 (en) Oscillator and radio equipment
JP3405229B2 (en) Dielectric line device and transmission device
EP0883204B1 (en) Nonradiative planar dielectric line and integrated circuit using the same line
US6166614A (en) Nonradiative planar dielectric line and integrated circuit
KR100358970B1 (en) Mode Converter
EP0399739A2 (en) Waveguide switch
JPS60230701A (en) Radio equipment
KR20050080453A (en) Non-radiative microstrip line
SU1730697A1 (en) Stripline antenna