RU5698U1

RU5698U1 - Micromodule Microwave Assembly

Info

Publication number: RU5698U1
Application number: RU96115577U
Authority: RU
Inventors: В.П. Осипов; Н.А. Терентьев; В.З. Ильин; В.В. Китаев; В.А. Чикурин; В.Н. Кочетков
Original assignee: Научно-производственное предприятие "Салют-микро"
Priority date: 1996-07-24
Filing date: 1996-07-24
Publication date: 1997-12-16

Description

МИКЮМОДУЛЬНАЯ СБОРКА СВЧMicromodule microwave assembly

Полезная модель относится к электронике СВЧ, а именно к приборам, состоящим из нескольких отдельных микросборок или приборов на твердом теле.The utility model relates to microwave electronics, namely to devices consisting of several separate microassemblies or devices on a solid.

Известен полупроводниковый прибор с двумя ИС в корпусах (см. патент ЕПВ № 484062, Н01 L 25/10, 23/465, публ. 1992), содержащий плату, на которой параллельно друг другу установлены два корпуса ИС. Внешние выводы первого корпуса ИС отогнуты вниз, а внешние выводы второго корпуса отогнуты вверх. Одна или несколько пар внешних выводов корпусов, которые должны быть электрически соединены, расположены попарно на соответствующих контактах платы.Known semiconductor device with two ICs in the cases (see EPO patent No. 484062, H01 L 25/10, 23/465, publ. 1992), containing a circuit board on which two IP cases are installed in parallel to each other. The external terminals of the first housing IP are bent down, and the external terminals of the second housing are bent up. One or more pairs of external terminals of the cases, which must be electrically connected, are arranged in pairs at the corresponding contacts of the board.

Однако, предлагаемый полупроводниковый прибор не может быть реализован в СВЧ-диапазоне, так как рассчитан на микросхемы с выводами, представляющие длинные плоские проводники, обладающие слишком большой индуктивностью для использования в СВЧ диапазоне.However, the proposed semiconductor device cannot be implemented in the microwave range, as it is designed for microcircuits with leads representing long flat conductors having too much inductance for use in the microwave range.

Известен монтаж полупроводниковых приборов, описанный в способе двухслойной упаковки гибридных переключательных схем (см. экон. патент ГДР № 241519, И 05 К 3/46,%убл. 1986). в котором схема разделяется на два блока, каждый из которых гибридно интегрируется на одной стороне подложки. Оба частичных блока складывается обратными сторонами, и восстанавливается общая электрическая функция с помощью соответствующей арматуры, которая электрически подсоединяется на краях подложки. Электронная схема может при этом содержать функциональные элементы.Known installation of semiconductor devices described in the method of two-layer packaging of hybrid switching circuits (see econ. Patent GDR No. 241519, I 05 K 3/46,% ubl. 1986). in which the circuit is divided into two blocks, each of which is hybrid integrated on one side of the substrate. Both partial blocks are folded back, and the overall electrical function is restored using the appropriate fittings, which are electrically connected at the edges of the substrate. The electronic circuit may contain functional elements.

например, индикаторные, регулирующие или сенсорные элементы, которые преимущественно вместе наносятся на одну отдельную подложу.for example, indicator, regulatory or sensory elements, which are preferably applied together on one separate substrate.

Хотя в указанном патенте две диэлектрические платы складываются и получается вроде бы двухсторонний монтаж, обеспечивается более плотная компоновка, однако, при данном монтаже не обеспечивается эффективный сброс тепла на носитель, поскольку он выполнен из диэлектрического материала, что не позволяет уменьшить теплонагруженность микромодулей микросборки.Although in this patent two dielectric boards are folded together and it seems to be a two-sided installation, a denser arrangement is ensured, however, this installation does not provide an effective heat discharge to the carrier, since it is made of dielectric material, which does not reduce the heat load of the micromassage micromodules.

Известен носитель электрического монтажа для микроэлектронных узлов( см. экон. патент ГДР № 247789, Н 05 К 1/18. 7/08, Н 01 L 49/02, публ. 1987). выбранный в качестве прототипа, обладающий высокой теплопроводностью с массивной сквозной металлизацией.Known carrier electrical installation for microelectronic nodes (see ekon. Patent GDR No. 247789, H 05 K 1/18. 7/08, H 01 L 49/02, publ. 1987). selected as a prototype, having high thermal conductivity with massive through metallization.

На нижней стороне носителя размещают тонкослойную монтажную структуру, а на верхней стороне припаивают монтируемые элементы.A thin-layer mounting structure is placed on the underside of the carrier, and mounted elements are soldered on the upper side.

Носитель состоит из перфорированной, плоской несущей платы из проводящего высокие температуры материала, массивных металлических штифтов с изоляционным слоем, верхнего и нижнего изоляционных слоев. Металлические штифты имеют головку небольшой площади и буртики большой площади. Металлические штифты прочно соединены изо.11яционным слоем с несущей платой.The carrier consists of a perforated, flat carrier board made of a material that conducts high temperatures, massive metal pins with an insulating layer, upper and lower insulating layers. The metal pins have a small head and large beads. The metal pins are firmly connected by the insulation layer to the base plate.

Головка и буртик штифта образуют с верхней и нижней стороной носителя монтажа плоскую поверхность.The pin head and collar form a flat surface with the upper and lower sides of the mounting carrier.

Недостатками прототипа является то, что выполнение межсоединений в прототипе требует размещения микромодулей на некотором расстоянии от носителя, и съем тепла идет через точки соединения микромодулей со щтифтами, что приводит к снижению эффективности съема тепла с микромодулей. Расположение корпусов микромодулей на определенном расстоянии от носителя необходиМО для того, чтобы обеспечить доступ к местам пайки и уменьшить возможность нагрева соседних элементов при сборочных и ремонтных работах.The disadvantages of the prototype is that the implementation of interconnects in the prototype requires the placement of micromodules at a certain distance from the carrier, and the heat is removed through the connection points of the micromodules with pins, which reduces the efficiency of heat removal with micromodules. The location of the micromodule housings at a certain distance from the carrier is necessary in order to provide access to soldering points and reduce the possibility of heating neighboring elements during assembly and repair work.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является создание многофункциональных СВЧ устройств в диапазоне частот до 26 Ггц с большими рассеиваемыми мощностями за счет улучшения съема тепла с микромодулей на носитель, а также снижение трудоемкости, затрат на сборочные и ремонтные операции.The objective the utility model is aimed at is the creation of multifunctional microwave devices in the frequency range up to 26 GHz with large power dissipation due to improved heat removal from the micromodules to the carrier, as well as a decrease in labor input, assembly and repair costs.

Поставленная задача достигается тем, что в микромодульной сборке СВЧ, содержащей носитель из токопроводящего и теплопроводящего материала с установленными на его обоих сторонах монтируемыми элементами, монтируемые элементы соединены между собой элементами, выполненными в виде отверстий в носителе, вThe problem is achieved in that in a micromodular microwave assembly containing a carrier of conductive and heat-conducting material with mounted elements mounted on both sides, the mounted elements are interconnected by elements made in the form of holes in the carrier,

которых закреплены диэлектрические втулки. Внутрр диэлектрических втулок размещены центральные металлические жилы, которые вместе с диэлектрической втулкой и поверхностью отверстия в носителе образуют отрезки коаксиальных линий. На концах коаксиальных линий выполнены приемные части цанговых соединителей, ответные части цанговых соединителей размещены в составе микромодулей.which are fixed dielectric bushings. Inside the dielectric bushings there are central metal cores, which, together with the dielectric bush and the surface of the hole in the carrier, form segments of coaxial lines. At the ends of the coaxial lines, receiving parts of the collet connectors are made, the counterparts of the collet connectors are housed in micromodules.

Также, согласно изобретению, длины отрезков коаксиальных линий, а, соответственно, и толщина носителя выполнены в пределах от 0,25 А, до А,.Also, according to the invention, the lengths of the segments of the coaxial lines, and, accordingly, the thickness of the carrier are made in the range from 0.25 A to A ,.

Выбор длин отрезков коаксиальных линий в пределах от 0,25 А до связан с тем, что при длинах отрезков коаксиала менее О, 25 А возникают проблемы стыковки отдельных микросборок между собой по электрическим параметрам из-за интерференции высших типов волн в отрезках коаксиала (на длинах менее 0,25 А, высшие типы волн не успевают затухнуть в достаточной степени, что приводит кThe choice of the lengths of the segments of coaxial lines ranging from 0.25 A to is connected with the fact that when the lengths of the segments of the coaxial are less than O, 25 A there are problems of connecting individual microassemblies with each other in electrical parameters due to interference of higher types of waves in the segments of the coaxial (at lengths less than 0.25 A, higher types of waves do not have time to decay sufficiently, which leads to

взаимному влиянию параметров микросборок друг на друга и, следовательно, ухудшению параметров характеристик микромодульной сборки СВЧ в целом.the mutual influence of the parameters of microassemblies on each other and, consequently, the deterioration of the parameters of the characteristics of the micromodular microwave assembly as a whole.

При длинах отрезков коаксиала более А, увеличиваются потери мощности в отрезках коаксиала. Кроме того, возникают пульсации коэффициента передачи, что приводит к возникновению высокой крутизны изменения коэффициента передачи от частоты (ухудшению тонкой структуры коэффициента передачи микромодульной сборки СВЧ).When the lengths of the coaxial segments are greater than A, the power losses in the coaxial segments increase. In addition, pulsation of the transmission coefficient occurs, which leads to a high steepness of the change in the transmission coefficient as a function of frequency (deterioration of the fine structure of the transmission coefficient of the micromodule microwave assembly).

На фиг.1 изображено поперечное сечение микромодульной сборки СВЧ, где:Figure 1 shows a cross section of a micromodular microwave assembly, where:

1- носитель из токопроводящего и теплопроводящего мате риала;1- carrier of conductive and heat-conducting material;

2- монтируемые элементы;2 - mounted elements;

3- диэлектрические втулки;3- dielectric bushings;

4- металлические жилы;4- metal cores;

5- приемные части цанговых соединителей;5- receiving parts of collet connectors;

6- ответные части цанговых соединителей, являющиеся6 - counterparts collet connectors, which are

выводами монтируемых элементов;findings of mounted elements;

7- СВЧ переходы.7- microwave transitions.

В микромодульной сборке СВЧ на носителе 1 установлены монтируемые элементы 2, выполненные в корпусах, расположенных непосредственно на поверхности носителя и находящихся в электрическом и тепловом контакте с носителем. Монтируемые элементы 2 соединены между собой элементами, выполненными в виде отверстий в носителе 1 , в которых закреплены диэлектрические втулки 3, внутри которых размещены центральные металлические жилы 4, образующие вместе с диэлектрическими втулками 3 и поверхностями отверстий в носителе 1 отрезки коаксиальных линий.In the micromodular microwave assembly on the carrier 1 mounted elements 2 are installed, made in housings located directly on the surface of the carrier and in electrical and thermal contact with the carrier. The mounted elements 2 are interconnected by elements made in the form of holes in the carrier 1, in which dielectric bushings 3 are fixed, inside which central metal cores 4 are placed, forming, together with the dielectric bushings 3 and the surfaces of the holes in the carrier 1, segments of coaxial lines.

на концах которых выполнены приемные части цанговых соединителей 5, ответные части цанговых соединителей 6 являются выводами монтируемых элементов.at the ends of which the receiving parts of the collet connectors 5 are made, the counterparts of the collet connectors 6 are the terminals of the mounted elements.

Длины отрезков коаксиальных линий в пределах от 0,25 X до Я,. Выполнение носителя из дюралюминия или латуни в указаном устройстве и элементов соединения с размерами:The lengths of the segments of coaxial lines ranging from 0.25 X to Z. The implementation of the carrier of duralumin or brass in the specified device and connection elements with dimensions:

диэлектрической втулки 2,5 х 6 мм;dielectric bush 2.5 x 6 mm;

центральной металлической жилы 0,82 х 6 мм; обеспечивающих значение волнового сопротивления коаксиала 50 ом, необходимое для согласования микромодулей, настроенных на аппаратуре со стандартным значением волнового сопротивления измерительного тракта 50 ом, при стыковке их между собой в процессе сборки, а также их замене и при согласовании с подключаемыми внешними цепями, позволит отводить с каждого микромодуля в сборке до 5 Вт .central metal core 0.82 x 6 mm; providing the coaxial impedance value of 50 ohms, necessary for matching the micromodules configured on the equipment with the standard value of the impedance of the measuring path of 50 ohms, when they are interconnected during assembly, as well as replacing them and matching with connected external circuits, it will allow each micromodule assembly up to 5 watts.

Предполагаемая полезная модель позволит создавать многофункциональные СВЧ устройства в диапазоне частот до 26 Ггц с большими рассеиваемыми мощностями, что обеспечит улучшение эксплуатационных характеристик мшфомодульных сборок СВЧ, а также позволит исключить технологически сложные операции пайки, сварки, герметизации, и ремонт в результате этого сведется к замене микромодуля с помощью механической операции извлечения отказавшего микромодуля и установки исправного, что исключает влияние дополнительного нагрева на элементы СВЧ.The proposed utility model will allow the creation of multifunctional microwave devices in the frequency range up to 26 GHz with large power dissipation, which will improve the operational characteristics of microwave module assemblies of the microwave, and will also eliminate the technologically complex operations of soldering, welding, sealing, and repair will result in the replacement of the micromodule using the mechanical operation of removing the failed micromodule and installing a working one, which eliminates the influence of additional heating on the microwave elements.

Claims

1. Micromodular microwave assembly containing a carrier of conductive and heat-conducting material with mounted elements mounted on both sides thereof, characterized in that the mounted elements are made in housings located directly on the surface of the carrier and in electrical and thermal contact with it, interconnected elements made in the form of holes in the carrier, in which dielectric bushings are fixed, inside of which central metal cores are placed, forming together with electrical bushings and hole surfaces in the carrier are pieces of coaxial lines, at the ends of which the receiving parts of the collet connectors are made, and the counterparts of the collet connectors are placed as part of the mounted elements.

2. The microwave assembly according to claim 1, characterized in that the lengths of the segments of the coaxial lines and, accordingly, the thickness of the carrier are made in the range from 0.25λ to λ.о