RU2659752C1 - Power hybrid microwave integrated circuit - Google Patents

Power hybrid microwave integrated circuit Download PDF

Info

Publication number
RU2659752C1
RU2659752C1 RU2017117844A RU2017117844A RU2659752C1 RU 2659752 C1 RU2659752 C1 RU 2659752C1 RU 2017117844 A RU2017117844 A RU 2017117844A RU 2017117844 A RU2017117844 A RU 2017117844A RU 2659752 C1 RU2659752 C1 RU 2659752C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
crystal
dielectric substrates
integrated circuit
substrates
microwave
Prior art date
Application number
RU2017117844A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Александрович Григорьев
Original Assignee
Андрей Александрович Григорьев
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 Андрей Александрович Григорьев filed Critical Андрей Александрович Григорьев
Priority to RU2017117844A priority Critical patent/RU2659752C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2659752C1 publication Critical patent/RU2659752C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Microwave Amplifiers (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electronic engineering, namely, to the design of powerful hybrid integrated circuits of the microwave range of wavelengths. Powerful hybrid microwave integrated circuit contains an electrically conductive base made of a heat-conducting material with a low coefficient of thermal linear expansion, on which dielectric substrates electrically connected by the method of thermo-sound micro-welding with a topological pattern of metallization on the front side and screen grounding metallization on the reverse side and discrete components (semiconductor devices and single-layer microwave capacitors in the form of crystals) located between them and at least two dielectric substrates, between which is located at least one crystal of the semiconductor device, which are chamfered along the planes in the direction of the crystal of the semiconductor device such that the change in the thicknesses of these dielectric substrates from their sides adjacent to the crystal, to the opposite is more than two times.
EFFECT: improved thermal and electrical characteristics.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электронной технике, а именно к конструкции мощных гибридных интегральных схем СВЧ-диапазона.The invention relates to electronic equipment, namely to the design of powerful hybrid integrated circuits in the microwave range.

Известна гибридная интегральная схема СВЧ-диапазона [Астахов П.Н., Гармаш С.В., Кищинский А.А., Крылов Б.В., Свистов Е.А. Принципы конструирования и параметры широкополосных транзисторных СВЧ-усилителей мощности, разрабатываемые в ФГУП «ЦНИРТИ». Электронная техника, Сер. 1, СВЧ-техника, Вып. 2 (482), 2003 г., с. 83-88.], содержащая металлическое теплопроводящее основание с выступом. На выступе металлического основания установлен и закреплен электро- и теплопроводящим веществом, по меньшей мере, один кристалл полупроводникового прибора. Диэлектрические подложки с топологическим рисунком металлизации на лицевой стороне и экранной заземляющей металлизацией на обратной стороне установлены и закреплены экранной заземляющей металлизацией с двух сторон от выступа на металлическом основании, так что поверхность кристалла находится в одной плоскости с поверхностями металлизации диэлектрических подложек. Контактные площадки кристалла полупроводникового прибора электрически соединены с топологическим рисунком металлизации. Это позволяет наилучшим образом согласовать СВЧ порты (входы и выходы) тонкого кристалла с микрополосковыми линиями топологического рисунка достаточно толстых подложек, обеспечивающих передачу и дальнейшее преобразование большой СВЧ мощности. Недостатками данной конструкции являются низкие тепловые и, как следствие, электрические характеристики, обусловленные низкой теплопередачей от кристалла полупроводникового прибора к охлаждаемому металлическому основанию из-за дополнительного последовательного теплового сопротивления выступа, а также недостаточной теплопроводности металлов с низким коэффициентом теплового линейного расширения, пригодных в качестве материалов для основания гибридной интегральной схемы.Known hybrid integrated circuit microwave range [Astakhov PN, Garmash S.V., Kishchinsky A.A., Krylov B.V., Svistov E.A. Design principles and parameters of broadband transistor microwave power amplifiers developed by FSUE TsNIRTI. Electronics, Ser. 1, Microwave Technology, Vol. 2 (482), 2003, p. 83-88.], Containing a metal heat-conducting base with a protrusion. At least one crystal of the semiconductor device is mounted and fixed on the protrusion of the metal base. Dielectric substrates with a topological metallization pattern on the front side and screen grounding metallization on the reverse side are mounted and secured by screen grounding metallization on two sides of the protrusion on a metal base, so that the crystal surface is in the same plane as the metallization surfaces of the dielectric substrates. The contact pads of the crystal of a semiconductor device are electrically connected to a topological metallization pattern. This makes it possible to best match the microwave ports (inputs and outputs) of the thin crystal with the microstrip lines of the topological pattern of sufficiently thick substrates, which ensure the transmission and further conversion of high microwave power. The disadvantages of this design are low thermal and, as a result, electrical characteristics due to the low heat transfer from the crystal of the semiconductor device to the cooled metal base due to additional sequential thermal resistance of the protrusion, as well as insufficient thermal conductivity of metals with a low coefficient of thermal linear expansion, suitable as materials for the foundation of a hybrid integrated circuit.

Следует отметить, что в настоящее время все большее применение в качестве теплопроводящих подложек, особенно в силовых полупроводниковых приборах, находят новые перспективные композиционные материалы на основе карбида кремния и алмаза, обладающие высокой теплопроводностью и малым коэффициентом линейного расширения, однако трудно поддающиеся механической обработке. Изготовление теплопроводящих оснований с выступами (для выравнивания поверхностей кристаллов и микрополосковых плат в одной плоскости) из таких материалов затруднительно.It should be noted that at present, new promising composite materials based on silicon carbide and diamond, which have high thermal conductivity and a low coefficient of linear expansion, but are difficult to machine, are increasingly being used as heat-conducting substrates, especially in power semiconductor devices. The manufacture of heat-conducting bases with protrusions (for leveling the surfaces of crystals and microstrip boards in the same plane) from such materials is difficult.

Известна мощная гибридная интегральная схема СВЧ-диапазона, описанная в патенте РФ (RU №2498455), отличающаяся, от выше приведенной тем, что в качестве выступа используется металлизированная алмазная вставка (теплопроводность алмаза лучшая среди известных материалов), заглубленная в основание на оптимальную глубину, при которой обеспечивается наилучшее отведение тепла от кристалла полупроводникового прибора, поверхность которого находится в одной плоскости с поверхностями металлизации диэлектрических подложек. Недостатками данной конструкции являются повышенная трудоемкость изготовления металлизированных алмазных вставок и сборки электро- и теплопроводящего основания в целом.A powerful hybrid microwave integrated circuit is known, described in the patent of the Russian Federation (RU No. 2498455), which differs from the above in that a metallized diamond insert is used as a protrusion (the thermal conductivity of diamond is the best among the known materials), embedded in the base to the optimum depth, which ensures the best heat removal from the crystal of a semiconductor device, the surface of which is in the same plane as the metallization surfaces of the dielectric substrates. The disadvantages of this design are the increased complexity of the manufacture of metallized diamond inserts and the assembly of electrical and heat-conducting base as a whole.

Широко известна конструкция гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона, описанная в ряде публикаций [Гармаш С.В., Кищинский А.А., Радченко А.В. «Квазимонолитный транзисторный усилитель диапазона 8-18 ГГц с выходной мощностью 2 Вт», материалы 19 Крымской конференции "СВЧ техника и телекоммуникационные технологии", Севастополь, Вебер, 2009 г; Datasheet amplifier X-band TC1075G, Assembly Diagram, TRANSCOM, www.transcominc.com.tw] и являющаяся прототипом заявленного технического решения. Конструкция представляет собой электропроводное основание из теплопроводящего материала с низким коэффициентом теплового линейного расширения, на котором установлены диэлектрические подложки (как правило из алюмооксидной керамики) с топологическим рисунком металлизации на лицевой стороне и экранной заземляющей металлизацией на обратной стороне, а между ними дискретные компоненты в виде кристаллов (транзисторы, монолитные интегральные схемы, диоды, однослойные СВЧ-конденсаторы), монтируемые методом термозвуковой микросварки. Для этой конструкции, ввиду отсутствия выступов на основании, характерны довольно тонкие диэлектрические подложки. Так, с точки зрения наилучшего согласования микрополосковых линий подложек с кристаллами полупроводниковых приборов нужна минимальная длина проводников соединения, обеспечивающая минимальную паразитную индуктивность, для чего толщина подложек должна быть соизмерима с толщиной кристаллов, так чтобы поверхности кристаллов и подложек располагались в одной плоскости. Но поскольку, в настоящее время, толщина мощных кристаллов не превышает 100 мкм, использование столь тонких подложек привело бы к большим потерям в проводниках микрополосковых линий подложек, что повлекло бы в свою очередь к снижению КПД и максимальной мощности гибридной интегральной схемы. Поэтому, на практике, для Х-диапазона, наиболее часто встречается применение подложек толщиной 250 мкм, как компромиссный вариант. Недостатками этой конструкции являются повышенные потери мощности в микрополосковых линиях тонких диэлектрических подложек, а также повышенная паразитная индуктивность соединений микрополосковых линий с разновысотными элементами внутри самой гибридной интегральной схемы так и с другими внешними схемами.The design of a hybrid microwave integrated circuit described in a number of publications is widely known [Garmash S.V., Kishchinsky A.A., Radchenko A.V. “Quasi-monolithic transistor amplifier of the 8-18 GHz range with an output power of 2 W”, materials of the 19th Crimean conference "Microwave and Telecommunication Technologies", Sevastopol, Weber, 2009; Datasheet amplifier X-band TC1075G, Assembly Diagram, TRANSCOM, www.transcominc.com.tw] and is a prototype of the claimed technical solution. The design is an electrically conductive base made of a heat-conducting material with a low coefficient of thermal linear expansion, on which dielectric substrates are installed (usually from alumina ceramics) with a topological metallization pattern on the front side and screen grounding metallization on the back side, and between them discrete components in the form of crystals (transistors, monolithic integrated circuits, diodes, single-layer microwave capacitors), mounted by the method of thermosonic microwelding. For this design, due to the absence of protrusions on the base, rather thin dielectric substrates are characteristic. So, from the point of view of the best matching of the microstrip lines of the substrates with the crystals of semiconductor devices, a minimum length of the connection conductors is required, which ensures the minimum stray inductance, for which the thickness of the substrates should be commensurate with the thickness of the crystals, so that the surfaces of the crystals and substrates are located in the same plane. But since, at present, the thickness of powerful crystals does not exceed 100 μm, the use of such thin substrates would lead to large losses in the conductors of the microstrip lines of the substrates, which would in turn lead to a decrease in the efficiency and maximum power of the hybrid integrated circuit. Therefore, in practice, for the X-band, the most common use of substrates with a thickness of 250 microns, as a compromise option. The disadvantages of this design are the increased power loss in the microstrip lines of thin dielectric substrates, as well as the increased stray inductance of the connections of microstrip lines with different-height elements inside the hybrid integrated circuit itself and with other external circuits.

Задачей разработанного технического решения является снижение потерь мощности в микрополосковых линиях диэлектрических подложек и снижение паразитной индуктивности соединений микрополосковых линий с кристаллами полупроводниковых приборов в конструкции мощной гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона с теплопроводящим основанием без выступов.The objective of the developed technical solution is to reduce power losses in the microstrip lines of dielectric substrates and to reduce the stray inductance of the connections of microstrip lines with crystals of semiconductor devices in the design of a powerful hybrid integrated circuit of the microwave range with a heat-conducting base without protrusions.

Поставленная задача достигается тем, что мощная гибридная интегральная схема СВЧ-диапазона содержит электропроводное основание из теплопроводящего материала с низким коэффициентом теплового линейного расширения, на котором установлены электрически соединенные методом термозвуковой микросварки диэлектрические подложки (с топологическим рисунком металлизации на лицевой стороне и экранной заземляющей металлизацией на обратной стороне) и дискретные компоненты (полупроводниковые приборы и однослойные СВЧ-конденсаторы в виде кристаллов), расположенные между ними, при этом, по меньшей мере, две диэлектрические подложки, между которыми расположен, по меньшей мере, один кристалл полупроводникового прибора, скошены по плоскостям в направлении кристалла полупроводникового прибора так, что изменение толщин этих диэлектрических подложек от их сторон, примыкающих к кристаллу, до противоположных составляет более чем в два раза.The task is achieved in that a powerful hybrid microwave integrated circuit contains an electrically conductive base of a heat-conducting material with a low coefficient of thermal linear expansion, on which dielectric substrates are electrically connected by thermosonic microwelding (with a topological metallization pattern on the front side and screen grounding metallization on the back side) and discrete components (semiconductor devices and single-layer microwave capacitors in the form of a crista angles) located between them, at least two dielectric substrates, between which at least one crystal of the semiconductor device is located, are beveled along planes in the direction of the crystal of the semiconductor device so that the thickness variation of these dielectric substrates from their sides adjacent to the crystal, to the opposite is more than doubled.

Изобретение поясняется чертежамиThe invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлен фрагмент предлагаемой мощной гибридной интегральной схемы.In FIG. 1 presents a fragment of the proposed powerful hybrid integrated circuit.

На фиг. 2 представлена практическая реализация мощной гибридной интегральной схемы усилителя X диапазона.In FIG. Figure 2 shows the practical implementation of a powerful X-band hybrid integrated circuit amplifier.

Фрагмент мощной гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона (фиг. 1) содержит электропроводное основание 1 из теплопроводящего материала с низким коэффициентом теплового линейного расширения, на котором установлены электрически соединенные методом термозвуковой микросварки диэлектрические подложки 2 (с топологическим рисунком металлизации 3 на лицевой стороне и экранной заземляющей металлизацией 4 на обратной стороне) и дискретные компоненты (кристалл полупроводникового прибора 5 и однослойные СВЧ-конденсаторы 6 в виде кристаллов), расположенные между ними (подложками 2). При этом две диэлектрические подложки 2, между которыми расположен кристалл полупроводникового прибора 5 с однослойными СВЧ-конденсаторами 6, скошены по плоскостям в направлении кристалла полупроводникового прибора 5 так, что изменение толщин этих диэлектрических подложек 2 от их сторон, примыкающих к кристаллу 5, до противоположных составляет более чем в два раза.A fragment of a powerful hybrid microwave integrated circuit (Fig. 1) contains an electrically conductive base 1 of a thermally conductive material with a low coefficient of thermal linear expansion, on which dielectric substrates 2 (with a topological metallization pattern 3 on the front side and a screen grounding are electrically connected metallization 4 on the reverse side) and discrete components (crystal of a semiconductor device 5 and single-layer microwave capacitors 6 in the form of crystals), laid between them (substrates 2). In this case, two dielectric substrates 2, between which there is a crystal of a semiconductor device 5 with single-layer microwave capacitors 6, are beveled along the planes in the direction of the crystal of the semiconductor device 5 so that the thickness of these dielectric substrates 2 changes from their sides adjacent to the crystal 5 to the opposite is more than double.

Мощная гибридная интегральная схема СВЧ-диапазона работает следующим образом. На входы схемы поступают сигналы, которые проходят соответствующие преобразования и поступают на ее выходы. Выделяющаяся, при работе кристалла полупроводникового прибора 5 и диэлектрических подложек 2 (с топологическим рисунком металлизации 3), теплота поглощается теплопроводящим основанием 1. Ввиду отсутствия выступов на основании 1, минимизация длин электрических соединений разновысотных элементов схемы между собой и внешними подключениями осуществляется применением диэлектрических подложек 2 со скосами (с переменной толщиной)A powerful hybrid microwave integrated circuit operates as follows. The inputs of the circuit receive signals that undergo the corresponding transformations and go to its outputs. The heat released during the operation of the crystal of the semiconductor device 5 and dielectric substrates 2 (with the topological metallization pattern 3) is absorbed by the heat-conducting base 1. Due to the absence of protrusions on the base 1, the lengths of the electrical connections of different-height circuit elements between themselves and external connections are minimized by using dielectric substrates 2 with bevels (with variable thickness)

Пример мощной гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона (фиг. 2).An example of a powerful hybrid microwave integrated circuit (FIG. 2).

Мощная гибридная интегральная схема СВЧ-диапазона функционально является усилителем мощности, содержащим входной синфазный делитель мощности с четвертьволновым трансформатором, к выходам которого подключены входы усилителей. Выходы усилителей, в свою очередь, подключены к входам выходного сумматора. Делитель и сумматор, в микрополосковом исполнении, изготовлены на подложках из поликора, имеющих скос в направлении сторон, примыкающих к кристаллам усилителей. Топологии делителя и сумматора рассчитаны с учетом переменной толщины подложек (скоса), и при этом идентичны. После формирования топологического рисунка металлизации лицевой стороны стандартными процессами тонкопленочной технологии, обратная сторона подложек сошлифовывается под углом 3 градуса, и затем на ней формируется экранная металлизация. Возле кристаллов 5 толщина подложек 2 составляет 0,2 мм, возрастая до 0,5 мм у противоположных сторон.A powerful hybrid microwave integrated circuit is functionally a power amplifier containing an input common-mode power divider with a quarter-wave transformer, the outputs of which are connected to the amplifiers. The outputs of the amplifiers, in turn, are connected to the inputs of the output adder. The microstrip divider and adder are made on polycor substrates with bevels in the direction of the sides adjacent to the amplifier crystals. The divider and adder topologies are calculated taking into account the variable thickness of the substrates (bevel), and at the same time are identical. After the topological pattern of the metallization of the front side is formed by standard processes of thin-film technology, the reverse side of the substrates is ground at an angle of 3 degrees, and then screen metallization is formed on it. Near crystals 5, the thickness of the substrates 2 is 0.2 mm, increasing to 0.5 mm on opposite sides.

Конструктивно мощная гибридная интегральная схема СВЧ-диапазона представляет собой электропроводное основание 1, выполненное из алюмоматричного композиционного материала AlSiC7 толщиной 3 мм, покрытого гальваническим олово-висмутом, на котором при помощи токопроводящего клея ЭКС-2 на расстоянии 4,5 мм друг от друга установлены два 10-ваттных кристалла усилителей Х-диапазона 5 (TC1075G Transcom) с однослойными СВЧ-конденсаторами 6, так что входы обоих кристаллов 5 оказываются с одной стороны, а выходы - с другой (противоположной). К этим сторонам кристаллов усилителей 5, с зазором 40-50 мкм, примыкают диэлектрические подложки 2 с топологическим рисунком металлизации 3 на лицевой стороне и экранной металлизацией 4 на обратной, закрепленные на основании 1 пайкой в инертной среде. Для улучшения технологичности пайки на обратную сторону подложек 2, поверх экранной металлизации 4, дополнительно нанесен слой гальванического олово-висмута толщиной 20 мкм. Диэлектрические подложки 2 скошены в направлении сторон, примыкающих к кристаллам усилителей 5. Контактные площадки кристаллов усилителей 5, однослойные СВЧ-конденсаторы 6 и рисунок металлизации лицевой стороны 3 диэлектрических подложек 2 соединены между собой методом термозвуковой микросварки. (При длине скоса подложек, примыкающих к кристаллам усилителей, равной 5,8 мм, и перепаде толщин в 0,3 мм, отклонение от параллельности относительно плоскости основания составляет 3 градуса, что не является препятствием для термозвуковой микросварки).The structurally powerful hybrid microwave integrated circuit is an electrically conductive base 1 made of 3 mm thick AlSiC7 aluminomatrix composite material coated with galvanic tin-bismuth, on which two electroconductive glue EX-2 are installed at a distance of 4.5 mm from each other 10-watt crystal amplifiers of the X-band 5 (TC1075G Transcom) with single-layer microwave capacitors 6, so that the inputs of both crystals 5 are on the one hand, and the outputs are on the other (opposite). To these sides of the crystals of the amplifiers 5, with a gap of 40-50 μm, dielectric substrates 2 are adjacent with a topological metallization pattern 3 on the front side and screen metallization 4 on the back, fixed on the base 1 by soldering in an inert medium. To improve the technological soldering on the reverse side of the substrates 2, on top of the screen metallization 4, an additional layer of galvanic tin-bismuth 20 μm thick is additionally applied. The dielectric substrates 2 are beveled in the direction of the sides adjacent to the crystals of the amplifiers 5. The contact pads of the crystals of the amplifiers 5, single-layer microwave capacitors 6, and the metallization pattern of the front side 3 of the dielectric substrates 2 are interconnected by thermosonic microwelding. (When the length of the slope of the substrates adjacent to the amplifier crystals is 5.8 mm and the thickness difference is 0.3 mm, the deviation from parallelism relative to the base plane is 3 degrees, which is not an obstacle to thermosonic microwelding).

Сравнительные измерения вышеприведенного усилителя с имеющимися образцами аналогичного усилителя, изготовленного в соответствии с рекомендованной монтажной схемой технического описания на кристалл усилителя TC1075G (amplifier X-band TC1075G, Assembly Diagram, Datasheet, TRANSCOM, www.transcominc.com.tw), и отличающегося от вышеприведенного только тем, что делитель и сумматор изготовлены на поликоровых подложках толщиной 0,25 мм (без скоса), показали, что при равных условиях (входная импульсная мощность Рвх=0,5 Вт, длительность импульсов tи=50 мкс, период повторения Т=250 мкс, напряжение питания Uпит=8 В) выходная импульсная мощность усилителя с подложками со скосами составила 17,3 Вт, а усилителя с подложками без скосов 15,8 Вт. Также, отдельно проведенные сравнительные измерения параметров микрополосковых линий подложек с делителями и сумматорами образцов сравниваемых усилителей показали, что потери мощности микрополосковых линий делителя и сумматора на подложках со скосом на треть меньше потерь мощности в микрополосковых линиях на подложках без скосов. Таким образом, заявленная конструкция мощной интегральной схемы СВЧ-диапазона при сохранении достоинств, присущих прототипу (возможность применения в качестве основания современных материалов с высокой теплопроводностью, но сложных для механической обработки), по сравнению с ним имеет повышенную мощность благодаря сниженным потерям в проводниках микрополосковых линий. Наличие диэлектрических подложек со скосами уменьшает паразитную индуктивность соединений микрополосковых линий с элементами схемы, что улучшает электрические параметры (согласование, диапазон рабочих частот) и дает возможность на теплопроводном основании без выступов создавать сложные мощные интегральные схемы СВЧ-диапазона с разновысотными и многопортовыми (несколько входов и выходов) кристаллами полупроводниковых приборов.Comparative measurements of the above amplifier with available samples of a similar amplifier manufactured in accordance with the recommended circuit diagram of the technical description for the TC1075G crystal amplifier (amplifier X-band TC1075G, Assembly Diagram, Datasheet, TRANSCOM, www.transcominc.com.tw), and different from the above only by the fact that the divider and the adder are made on 0.25 mm thick polycrust substrates (without beveling), they showed that under equal conditions (input pulse power Pvh = 0.5 W, pulse duration ti = 50 μs, repetition period T = 250 ms, tense Power Upow e = 8) power amplifier output pulse to substrates with bevels was 17.3 W, and the amplifier substrates without bevels 15.8 watts. Also, separate comparative measurements of the parameters of microstrip lines of substrates with dividers and adders of samples of compared amplifiers showed that the power losses of microstrip lines of the divider and adder on substrates with bevels are one third less than the power losses in microstrip lines on substrates without bevels. Thus, the claimed design of a powerful integrated circuit of the microwave range while maintaining the advantages inherent in the prototype (the possibility of using modern materials with high thermal conductivity, but difficult for machining as a base), has increased power compared to it due to reduced losses in the conductors of microstrip lines . The presence of dielectric substrates with bevels reduces the parasitic inductance of the connections of microstrip lines with circuit elements, which improves the electrical parameters (matching, operating frequency range) and makes it possible to create complex high-power microwave integrated circuits with different heights and multi-ports on a heat-conducting base without protrusions (several inputs and outputs) crystals of semiconductor devices.

Claims (1)

Мощная гибридная интегральная схема СВЧ-диапазона, содержащая электропроводное основание из теплопроводящего материала с низким коэффициентом теплового линейного расширения, на котором установлены электрически соединенные методом термозвуковой микросварки диэлектрические подложки (с топологическим рисунком металлизации на лицевой стороне и экранной заземляющей металлизацией на обратной стороне) и дискретные компоненты (полупроводниковые приборы и однослойные СВЧ-конденсаторы в виде кристаллов), расположенные между ними, отличающаяся тем, что по меньшей мере две диэлектрические подложки, между которыми расположен по меньшей мере один кристалл полупроводникового прибора, скошены по плоскостям в направлении кристалла полупроводникового прибора так, что изменение толщин этих диэлектрических подложек от их сторон, примыкающих к кристаллу, до противоположных составляет более чем в два раза.Powerful hybrid microwave integrated circuit containing a conductive base of a thermally conductive material with a low coefficient of linear expansion of heat, on which dielectric substrates are electrically connected by thermosonic microwelding (with a topological metallization pattern on the front side and screen grounding metallization on the back side) and discrete components (semiconductor devices and single-layer microwave capacitors in the form of crystals) located between them, the difference in that at least two dielectric substrates, between which at least one crystal of the semiconductor device is located, are beveled along planes in the direction of the crystal of the semiconductor device so that the change in the thicknesses of these dielectric substrates from their sides adjacent to the crystal to the opposite is more than than twice.
RU2017117844A 2017-05-22 2017-05-22 Power hybrid microwave integrated circuit RU2659752C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017117844A RU2659752C1 (en) 2017-05-22 2017-05-22 Power hybrid microwave integrated circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017117844A RU2659752C1 (en) 2017-05-22 2017-05-22 Power hybrid microwave integrated circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2659752C1 true RU2659752C1 (en) 2018-07-03

Family

ID=62815458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017117844A RU2659752C1 (en) 2017-05-22 2017-05-22 Power hybrid microwave integrated circuit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2659752C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2737342C1 (en) * 2020-01-21 2020-11-27 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") Integrated uhf circuit
RU2743674C1 (en) * 2020-06-22 2021-02-24 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") Powerful hf- and mf-transistor structure

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998015979A1 (en) * 1996-10-10 1998-04-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Ehf and microwave-frequency multilayered hybrid and integrated circuit
US6057593A (en) * 1996-10-10 2000-05-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Hybrid high-power microwave-frequency integrated circuit
RU2148872C1 (en) * 1996-09-26 2000-05-10 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Large-scale microwave hybrid integrated circuit
RU2161346C2 (en) * 1996-10-10 2000-12-27 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. High-power hybrid integrated circuit of shf range
RU2498455C1 (en) * 2012-08-01 2013-11-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП "НПП "Исток") Powerful hybrid integral circuit of shf range
US9252067B1 (en) * 2006-01-25 2016-02-02 Lockheed Martin Corporation Hybrid microwave integrated circuit

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2148872C1 (en) * 1996-09-26 2000-05-10 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. Large-scale microwave hybrid integrated circuit
WO1998015979A1 (en) * 1996-10-10 1998-04-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Ehf and microwave-frequency multilayered hybrid and integrated circuit
US6057593A (en) * 1996-10-10 2000-05-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Hybrid high-power microwave-frequency integrated circuit
RU2161346C2 (en) * 1996-10-10 2000-12-27 Самсунг Электроникс Ко., Лтд. High-power hybrid integrated circuit of shf range
US9252067B1 (en) * 2006-01-25 2016-02-02 Lockheed Martin Corporation Hybrid microwave integrated circuit
RU2498455C1 (en) * 2012-08-01 2013-11-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП "НПП "Исток") Powerful hybrid integral circuit of shf range

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2737342C1 (en) * 2020-01-21 2020-11-27 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") Integrated uhf circuit
RU2743674C1 (en) * 2020-06-22 2021-02-24 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") Powerful hf- and mf-transistor structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9799599B2 (en) Matching techniques for wide-bandgap power transistors
US8586420B2 (en) Power semiconductor arrangement and method for producing a power semiconductor arrangement
TWI315170B (en) Circuit board
CN102694245A (en) Antenna device
RU2659752C1 (en) Power hybrid microwave integrated circuit
JP6604926B2 (en) Semiconductor module
KR20050074971A (en) Power management for spatial power combiners
JP2002111318A (en) Differential attenuater
JP6015508B2 (en) High frequency module
JP2006521073A (en) Compact RF stripline linear phase filter
US3753056A (en) Microwave semiconductor device
GB2550695A (en) Improved matching techniques for wide-bandgap power transistors
JPS6093817A (en) Variable delay line unit
US10453774B1 (en) Thermally enhanced substrate
US20230298815A1 (en) Component Array Including One Or More Heat Sink Layers
RU2494494C1 (en) Method to manufacture body of high-capacity semiconductor microwave instrument
CN115693080A (en) High-power synthesizer implementation method based on thick-film circuit substrate
US3895308A (en) Microwave frequency amplifier constructed upon a single ferrite substrate
RU2442241C1 (en) The electronic microwave frequency device
US10581399B2 (en) Impedance matching component
RU2782184C1 (en) Microwave integrated circuit
RU2803110C2 (en) Microwave integrated circuit
RU2814895C1 (en) Mosaic hybrid-monolithic multistage microwave power amplifier
US11257734B2 (en) Thermal management package and method
JP2007027518A (en) High-frequency circuit module, and laminated high-frequency circuit module