SE517185C2 - Komponentmodulanpassad oscillerande kretsanordning - Google Patents

Description

20 25 30 35 517 _ - . a | .- _2_ ning, för att till en eller flera signalbehandlande enheter kunna alstra en synkroniseringssignal för en kretsintern sig- nalbehandling, eller för att alstra erforderliga klockpulser, som tillsammans med datasignaler skall sändas ut från en sig- nalsändande utrustning på en transmissionsledning eller i en signalmottagande utrustning, ingående i ett informations- bärande signaler överförande kommunikationssystem.

Uppfinningen bygger på att i vart fall den oscillerande kretsanordningen skall uppbäras av ett bärarsubstrat och bilda en komponentmodul, där bärarsubstrats översta yta uppbär de, den oscillerande kretsanordningen tillhöriga, diskreta komponenterna samt ett integrerat kretsarrangemang.

TEKNIKENS TIDIGARE STÅNDPUNKT Oscillerande kretsanordning, för att bilda en signal med en vald hög frekvens, av i vart fall 100 MHz eller däröver med ett smalt frekvensområde, är tidigare kända i ett flertal olika utföringsexempel, vad avser valda komponenter, såsom svängningselement, valt kretsarrangemang och mekanisk samman- sättning.

Sålunda kan nämnas att en sådan oscillerande kretsanordning kan ingå som en del i ett PLL (Phase Locked Loop)-system, där den oscillerande komponenten eller svängningselementet ut- göres utav en spänningsstyrd VCO-oscillator (Voltage Control Oscillator).

I det falllden oscillerande komponenten består av en SAW- komponent (Surface Acoustic Wave) så benämnes sådana oscille- rande kretsanordningar VCSO-oscillatorer (Voltage Control SAW Oscillator) eller -system.

Ett exempel på en tidigare känd oscillerande krets med ett SAW-element eller -kompdhent visas och beskrives i den ameri- kanska patentskriften 4,760,352.

Eli “H31 IT Elli FT' 10 15 20 25 30 35 517 185 I u | n p ø »- _3_ Även amerikanska patentskriften 5,325,032 visar och beskriver en oscillerande krets med ett SAW-element.

Till teknikens tidigare ståndpunkt hör även de enheter som är visade och beskrivna i publikationerna; EP-A1~0 527 468, EP-A2-O 495 316, JP-A-2-207 601 EP-A1-0 217 713 EP-A2-0 241 236 UA-A-5 029 267.

Sålunda visar och beskriver patentpublikationerna i korthet följande.

EP-A1-0 527 468.

Här visas och beskrives en högfrekvensrelaterad modul med en högfrekvent enhet (2) i ett paket eller kapsel (3) och en krets (100) bildad på ett flexibelt substrat (7) i paketet (3).

Här visas utnyttjningen av ett SAW-element.

Här utnyttjas ett SAW-element på ett chip (2) och detta är placerat inom ett paket (3) med en bondning (4) och är her- metiskt inneslutet av en täckning (6).

EP-Az-o mg; ;J1§. Även här visas och beskrives ett SAW-element i ett oscille- rande paket eller kapsel (31), som innefattar ett uppstyvande lager (42) placerat mellan en monteringsyta för det oscille- rande paketet (31) och ett oscillatortillhörigt kretspaket (31) . t Företrädesvis skall det uppstyvande lagret (42) bestå av en ITIÜÉÃ TI llïš CI" 10 15 20 25 30 35 517 185 platta (slab) av högstyvt material, såsom keramiskt material (aluminiumoxid), med en vald temperaturkoefficient, anpassad till den som gäller för materialet i paketet (31) och den som gäller för monteringsytan.

Styvheten för själva SAW-elementet (20) kan också ökas an- tingen genom att reducera den längsgående dimensionen för SAW-elementet (20) eller öka tjockleken för SAW-substratet (20a) och/eller täckningen (20c). gggtract av JP-A-2-207601.

Här visas och beskrives ett kretsarrangemang där täckningen av såväl VCO 10 och en TCXO 20 (en spänningsstyrd oscillator och en referensoscillator) skall kunna ske mot ett substrat eller en komponentmodul, via en enda lufttät täckning.

EP-A1-0 217 713.

Här visas en temperaturgivare monterad på en basenhet (4), med en piezo-elektrisk enhet (3) införd i en urtagning (40) och kopplad till en integrerad krets (1) och ett kretsarrang- emang.

EP-A2-0 241 2§6.

I nämnda publikation visas och beskrives ett flerskiktspaket (10) för att bilda ett oscillerande SAW-element.

Nämnda SAW-element innefattar två skilda kaviteter (27,32) orienterade i ett vertikalt arrangemang, där SAW-elementet är placerae iüen första av nämnda kaviteter och där elektroni- ken, erforderlig för drift av nämnda SAW-element, är placerad i den andra, den resterande, kaviteten.

Här visas på en möjlighet att kunna utnyttja extremt korta ledningslängder mellan SAW-elementet och elektroniken, erfor- derliga för högfrekvenstïllämpningen. šlïïf' ïï Élïfïšï 10 15 20 25 30 35 1 n :I oo: o o nu . , . . .. . . u.. - .

J' - . . '. I I I 'I 'g -g : : . n .- . . . . . -' . 1.' f I 2 “ . . - . . ' ' - . . . .. .n ',_° ; ~ . . _5_.

Nämnda korta ledningslängder bildas genom ett antal metalli- serade vior (48, 50) bildade i flerskiktspaketet.

Placerandet utav SAW-elementet och elektroniken i två skilda kaviteter underlättar framställningen av att bilda ett enda chip-element, som ett helt och fullt integrerat SAW-arrange- manget. V U§-A-5.029.267.

I här nämnd publikation visas och beskrives en oscillerande krets, där den valda formen för och placeringen av varje chip-element och den elektriska ledningsdragningen mellan chip-elementen skall vara optimalt strukturerade.

Enar SAW-elementet (2) och en IC-krets (4) med tillfredsstäl- lande tillförlitlighet skall vara placerade i samma paket så kan oscilleringen inte pâverkas menligt av extern elektromag- netisk induktion.

Ytterligare en oscillerande kretsanordning av hithörande slag är känd och går under beteckningen FCSO-oscillator (Frequency Controlled SAW Oscillator) eller -system, där hela eller delar av systemet kan vara integrerat på en eller flera mottagarkretsar.

Vidare är det känt oscillerande kretsanordningar, som kan komma till användning såväl vid det ovan angivna VCSO-syste- met som FCSO-systemet, där en SAW-komponent utnyttjas och där kretsanordningen bygger på en återkoppling av SAW-komponen- tens egen'ïrekvens vid filtrets egen resonansfrekvens.

Det har även anvisats X-tal (Chrystal) CSO-oscillatorer (Chrystal Controlled SAW Oscillator), där den som svängnings- element utnyttjade kristallen är monterad i en egen oscilla- torenhet, anpassad för att kunna alstra en erforderlig refe- rensfrekvens till SAW-komponenten och dess oscillatorkrets.

IÜIïTlÉ' Ée' šlšïlïšï ' 10 15 20 25 30 35 _ 6 _ Anordningar av hithörande slag bygger på att vid resonans så uppvisar SAW-filterkomponenten en fasskillnad på 90° mellan in- och utgången, som återkopplas via en förstärkare, som i sig har en styrbar fasvinkeln, såsom mellan 60° - l20° runt resonansfrekvensen.

Vid sådana oscillerande kretsanordningar kan fasvariationen och förstärkaren enkelt kontrolleras med en styrspänning.

Med hjälp av en sådan styrspänning kan man således få en nog- grann frekvens och frekvensavstämning kring SAW-filterkompo- nentens egen resonansfrekvens.

En SAW-komponent kännetecknas av ett mycket smalt frekvens- område, typiskt några procents avvikelse beroende på typ av vald SAW-komponent, och en mycket ren frekvens med litet gitter samt med väl undertryckta under- resp. övertoner.

SAW-komponenter har visat sig vara lämpliga för oscillator- frekvenser med mycket höga frekvenser, fràn några tiotals MHz upp till ett antal GHz.

Teknikens tidigare ståndpunkt i dag beträffande spännings- styrda SAW-komponenter, utnyttjade som spänningsstyrda oscil- latorer, VCSO-oscillatorer, är att dessa komponenter är volymmässigt stora i förhållande till utnyttjade komponent- moduler och/eller standardkapslar.

Funktionen hos en sådan oscillerande kretsanordning kräver att SAWflkomponenten enbart, men vanligtvis tillsammans med erforderliga anpassningsnät, såsom induktanser, erforderlig ledningsdragning och erforderliga förstärkare, inbygges i någon form av en täckning, såsom en keramisk hållare med ett metall-lock, och blir därför mycket dyr, alldeles speciellt som denna täckning, p.g.a. SAW-komponentens känslighet, måste vara evakuerad och hermetiskt tillsluten.

E' TT? i! ílíêlfl 10 15 20 25 30 35 oss 517 185 ¥§ïf_¿'ïffiR?% Detta förfarande, och den platsutnyttjning som detta för- farande kräver, har medfört att oscillerande kretsanordningar av hithörande slag endast kommit till användning i mera ex- klusiva sammanhang, där olika funktionella krav är så höga att kostnaderna härför motiverar en sådan användning, alter- nativt där antalet enheter är så lågt att kostnaderna får en mindre betydelse.

För samtliga ovan angivna tidigare kända oscillerande krets- anordningar kan nämnas att den mekaniska sammansättningen av en sådan oscillerande kretsanordning anvisar att den oscille- rande komponenten (svängningselementet), erforderliga kompen- sationsnät, såsom induktanser, erforderliga förstärkarkopp- lingar och erforderliga ledningsdragningar, m.m. är samordna- de i en separat, evakuerad och hermetiskt tillsluten metall- eller keramikenhet, med en täckning, såsom en plåttäckning, fysiskt skild från och sidoordnad komponentmodulen för övriga funktioner, såsom de som utnyttjas vid telekommunikation och därtill hörande väljare eller annan utrustning.

Oscillerande kretsanordningar av hithörande slag införda i en sådan enhet har en ytutbredning med i vart fall dimensionerna 20 x 20 mm, om inte större.

Föreliggande uppfinnings grundläggande principer är inte direkt beroende av valt resonanselement, men i det efterföl- lande skall SAW-elementet eller -komponenten exemplifiera ett av flera tillgängliga och det för närvarande mest lämpade.

Inom det här valda uttrycket "SAW-komponent" skall innefattas även STW-komponenter (Surface Transverse Wave) och/eller SSBW-komponenter (Surface Skimming Bulk Wave).

För att ytterligare klargöra teknikens tidigare ståndpunkt vad avser frekvensnoggranna oscillerande kretsanordningar, kan nämnas den kategori'som utnyttjar kristaller som sväng- nings- eller resonanselement och därmed benämnes kristall- FTÉI ïï EFFH' 10 15 20 25 30 35 c sn ' u I. :enn c r u n , ,. 517 185 -s -' -s ="¿';:= oscillatorer.

En kristalloscillator av hithörande slag kan arbeta upp till något hundratal MHz med sin grundton och upp till några hundratal MHz om någon av övertonerna hos kristallen utnytt- jas.

Oscillerande kretsanordningar med kristaller som resonans- element utnyttjas som X0-oscillatorer och som VCXO-oscillator (Voltage Control X-tal-oscillator).

Sådana oscillatorer finns att tillgå som mindre hålmonterade plåtlådor och som mycket små ytmonterade MLC (Multi Layer Ceramik) moduler.

Oscillerande kretsanordningar av hithörande slag är kost- nadsmässigt relativt billiga, men framförallt inte lika rena i sin alstrade frekvens, enär dessa har ett högre frekvens- och fasbrus, d.v.s. starkare över- och undertoner, än SAW- komponenten.

Oscillerande kretsanordningar för alstrande av signaler med ett frekvensområde några hundra MHz och upp till några GHz utnyttjar kvartsvågsresonatorer. Dessa är uppbyggda kring en resonator, som består av en ledning, av ett speciellt materi- al, och som är tilldelad en längd, motsvarande en kvarts våglängd vid resonansfrekvensen.

Oscillerande kretsanordningar av typen DCSO (Digital Control SAW Oscrllätor)-oscillatorer är en digitalt styrbar oscilla- tor som i princip är en VCSO-oscillator, men där kontroll- eller styrspänningen alstras av en D/A (Digital/Analog)- omvandlare. Genom att tillföra DCSO-kretsen ett digitalt styrt kommando så kan man få D/A-omvandlaren att ge en önskad styrd spänning.

D/A-omvandlaren kan antingen ge en direkt utspänning som ï' (få 'i šlïfifïl' 10 15 20 25 30 35 0 I 0 ø nu funktion av indata eller så kan den vara i form av en digi- talt styrd potentiometer, för att åstadkomma önskad styrspän- ning.

D/A-omvandlaren eller en digital trimpotentiometer kan an- tingen ta emot sin information i parallellform eller i serie- form.

Dessa kan givetvis utrustas med någon form av minne, för att oscillatorn skall kunna återstartas på en bestämd frekvens efter ett spänningsbortfall.

REnoGöRELsE FÖR Fömaumn UPPFINNING TEKNISKT PROBLEM Under beaktande av teknikens tidigare ståndpunkt, såsom den beskrivits ovan, torde det få anses vara ett tekniskt problem att kunna skapa sådana förutsättningar att man kan avstå från en separat inkapslad oscillerande enhet och lägga erforderli- ga oscillatortillhöriga komponenter på en, för övriga av oscillatorkretsen styrda funktioner avsedd, komponentmodul.

Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav och konsekvenserna förknippade med att låta begränsa antalet och storleken för utnyttjade inkapslade diskreta komponenter applicerade till ett bärarsubstrat för komponent- modulen.

Det är även ett tekniskt problem att kunna skapa sådana för- utsättnkngär för ett bärarsubstrat att därpå kan appliceras diskreta komponenter, och för sådana diskreta komponenter som normalt kräver en hermetisk inneslutning skapa förutsätt- ningar för att kunna avstå från en täckningskrävande inkaps- T šliihfil' ling av utnyttjade integrerade kretsar på bärarsubstrat. iš ll? Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse de fördelar som är att hänföra till att hermetiskt innesluta och inkapsla lO 15 20 25 30 35 517 185 n uu c _10- enbart resonanselementet, för att bilda en diskret komponent och applicera denna till komponentmodulens bärarsubstrat.

Under beaktande av teknikens tidigare ståndpunkt, såsom den beskrivits ovan, torde det därutöver få anses vara ett tek- niskt problem att på en komponentmodul kunna skapa sådana förutsättningar att en erforderlig SAW-komponent, erforder- liga anpassningsnät eller -element, såsom impedanser, inte- grerad krets, ledningsdragning och förstärkare, som tidigare samordnats inom ett hermetiskt tillslutet metallhölje på en från komponentmodulen för övriga funktioner fysiskt skild och sidoordnad komponentmodul, nu kan appliceras till nämnd komponentmodul.

Det torde även vara ett tekniskt problem att kunna skapa sådana förutsättningar på komponentmodulen att den kan upp- bära den kompletta oscillerande kretsanordningen, med ett krav på en mindre byggvolym och en bättre samordning mellan utnyttjade komponenter än den tidigare kända.

Det är ävenledes ett tekniskt problem att på en komponent- modul kunna skapa sådana förutsättningar att ett utnyttjat resonanselement, såsom en SAW-komponent, och till detta an- slutna två anpassningsnät eller -element, såsom induktanser, skall kunna vara orienterade mycket nära varandra och nära en, för erforderliga förstärkare, m.m. anpassad, integrerad krets, för att därmed skapa ett EMC-skyddat utförande och en ledningsdragning med små parasitkapacitanser vid höga frek- venser.

Det ligger ävenledes ett tekniskt problem i att låta nämnd komponentmodul få innehålla de för en signalmottagande krets erforderliga funktionerna, bl.a. ingående i nämnd integrerad krets.

Under beaktande av teknikens tidigare ståndpunkt, såsom den beskrivits ovan, torde det dessutom framstå såsom ett kvali- å' TÉ-šï l IIIElIYI 10 15 20 25 30 35 517 185 _11- ficerat tekniskt problem att kunna skapa sådana förutsätt- ningar att en komplett oscillerande kretsanordning kan sam- ordnas till ett avgränsat ytparti inom en komponentmodul, att där på nämnda komponentmoduls ena, bärarsubstratet eller kretskort tilldelad, yta är utformade elektriskt ledande ytavsnitt, med dessa ytavsnitt så formade och så fördelade att de fast och elektriskt ledande kan samverka med ett resonanselement, såsom en SAW-komponents, tillhöriga korres- ponderande kontaktytor, att en integrerad krets är fäst till nämnda yta intill nämnda ytavsnitt och resonanselementet, att denna integrerade krets omfattar erforderlig signalförstär- kande krets, med resonanselementet tillordnade kontaktytor medelst bondtrådar eller liknande förbundna med bärarsubstra- tet tillhöriga kontaktytor och att nämnda integrerade krets omfattar ytterligare signalförstärkande och/eller signalbe- handlande kretsar, vars tillordnade kontaktytor är medelst bondningstrådar eller liknande förbundna med bärarsubstratet tillhöriga kontaktytor.

Härvid torde det vara ett tekniskt problem att låta kompo- nentmodulen vara anpassad som en signalmottagare och att låta den nämnda signalförstärkande och/eller signalbehandlande kretsen vara anpassade för signalmottagning och signalbehand- ling.

Det ligger ett tekniskt problem i att på komponentmodulens ena, bärarsubstratet eller kretskortet tilldelad, yta utforma elektriskt ledande ytterligare ytavsnitt, att dessa ytterli- gare ytavsnitt skall vara så formade och fördelade att de fast ocH_elektriskt ledande kan samverka med resp. impedans- elementet, tillhöriga, korresponderande kontaktytor och att dessa ytterligare ytavsnitt är orienterade intill nämnda an- passningselement, såsom resonanselementet, tillhöriga ytav- snitt.

Det är därutöver ett tekhiskt problem att kunna inse för- delarna med att låta erforderliga impedanselement vara orien- T HÉHÉI 10 15 20 25 30 35 _12 _ terade intill resonanselementet, i form av en SAW-komponent, och/eller nämnda integrerade krets, alternativt att nämnda integrerade krets, en SAW-komponent och två impedanselement är, som diskreta element, fästade till bärarsubstratet bred- vid varandra, med nämnd ledningsdragning utförd på bärarsub- stratets ena yta och att SAW-komponenten är täckt av ett hölje, som är evakuerat och hermetiskt tillslutet eller att SAW-komponenten och två impedanselement är täckta av ett hölje, som är evakuerat och hermetiskt tillslutet.

Lösumgnn Föreliggande uppfinning anvisar en komponentmodulanpassad oscillerande kretsanordning, anpassad för en montering till en komponentmodul med kantrelaterade kontakter, för bildande av en signal tilldelad en hög frekvens (över 100 MHz) med ett smalt frekvensområde.

Kretsanordningen består av en signalförstärkande krets, en signalen genererande och ett resonanselement innehållande krets, erforderlig ledningsdragning och erforderliga, som diskreta komponenter formade, anpassningsnät eller -element, med på komponentmodulens ena, ett bärarsubstrat tilldelad, yta utformade elektriskt ledande ytavsnitt, så formade och fördelade att de fast och elektriskt ledande kan samverka med, dett som en diskret komponent formade, resonanselementet tillhöriga korresponderande kontaktytor och med en, som en diskret komponent formad, integrerad krets, fäst till nämnda yta och omfattande erforderlig signalförstärkande krets. . u Vid en sådan oscillerande komponentmodulanpassad kretsanord- ning föreliggande uppfinning för att kunna lösa en eller fler av de ovan angivna tekniska problemen, att de resonansele- mentet tillhöriga parrelaterade kontaktytorna och de anpass- ningsnäten tillhöriga parrelaterade kontaktytorna är belägna nära varandra, att vissa resonanselementet tillhöriga och utvalda parrelaterade kontaktytor är orienterade intill šhTlš' ET llåïïšï " 10 15 20 25 30 35 n , , z, , ,' _ _: .: I: 'n- .vn z u v n n: ' ' ' ' ' - o ø u .' c I ' ° ' ' ° v c | 0 . ' ' ~ n u u .n _ _ u | o o . U _13- nämnda integrerade krets.

Nämnda resonanselement och nämnda anpassningsnät är anordnade att med sina tillhöriga parrelaterade kontaktytor samverka med nämnda kontaktytor.

I vart fall de, den integrerade kretsens, resonanselementet tillordnade, kontaktytorna är medelst bondtrådar eller lik- nande förbundna med bärarsubstratet tillhöriga kontaktytor och att nämnda integrerade krets omfattar därutöver ytter- ligare signalförstärkande och/eller signalbehandlande kret- sar, vars tillordnade kontaktytor är medelst bondtrådar eller liknande förbundna med bärarsubstratet tillhöriga kontakt- ytor.

Såsom föreslagna utföringsformer, fallande inom ramen för föreliggande uppfinningstanke, anvisas att komponentmodulen är anpassad som signalmottagare och att nämnda signalförstär- kande och/eller signalbehandlande krets är anpassad för signalmottagning och signalbehandling.

Vidare anvisas att på komponentmodulens ena, bärarsubstratet eller kretskortet tilldelad, yta är utformade fyra elektriskt ledande parrelaterade ytavsnitt, att dessa ytavsnitt är så formade och parvis fördelade att ett par kan fast och elekt- riskt ledande samverka med ett anpassningsnät, i form av ett impedanselement, tillhöriga korresponderande kontaktytor och att dessa fyra ytavsnitt är orienterade intill nämnda reso- nanselementet tillhöriga ytavsnitt och på sida om dessa. u 1 W Uppfinningen erbjuder att nämnda integrerade krets, resonans- elementet och två impedanselement skall vara fästade till bärarsubstratet bredvid varandra, att nämnda ledningsdragning är i första hand utförd på bärarsubstratets ena yta och att i vart fall resonanselementet är täckt av ett hölje, som är evakuerat och hermetiskf tillslutet. ncvuuu íI HE' Åï Élšiliï 10 15 20 25 30 35 517 185 . fi* Sw, _14..

Resonanselementet och två impedanselement kan vara täckta av ett keramiskt och/eller metalliskt hölje, som är evakuerat och hermetiskt tillslutet.

FÖRDELAR De fördelar som främst kan få anses vara kännetecknande för en komponentmodulanpassad oscillerande kretsanordning, i enlighet med föreliggande uppfinning, är att härigenom har det skapats förutsättningar för att bilda en oscillerande kretsanordning med en liten ytbeläggning på en komponent- modul, där resonanselementet innehållande oscillatorkretsar, såsom SAW-oscillatorkretsar eller -komponenter, kan förutom en låg effektåtgång förbilliga byggsättet för den oscille- rande kretsanordningen.

Genom att på en liten komponentmodul applicera en, resonans- elementet inneslutande, hermetiskt täckt enhet, erhålles ett väl avpassat ytområde för övriga komponenter, där utnyttjad integrerad krets inte nödvändigtvis behöver vara hermetiskt innesluten.

Det som främst kan få anses vara kännetecknande för en kompo- nentmodulanpassad oscillerande kretsanordning, i enlighet med föreliggande uppfinning, anges i det efterföljande patentkra- vets 1 kännetecknande del.

KORT FIQURBESKRIVNING En för närvarande föreslagen utföringsform utav en komponent- modul anpassad oscillerande kretsanordning, uppvisande de med föreliggande uppfinning signifikativa kännetecknen, skall nu närmare beskrivas med en'hänvisning till bifogad ritning, där; Tf” 'F 'lšffl1' 10 15 20 25 30 35 517 185 _ T i n _15.. figur 1 visar starkt schematiskt ett informations- bärande signaler sändande system, med en oscillerande kretsanordning, i enlighet med föreliggande uppfinning, ingående så- väl i sändarkretsen som i mottagarkretsen, figur 2 visar den principiella uppbyggnaden utav en oscillerande kretsanordning, figur 3 visar i planvy en förstorad komponentmo- dul, där erforderliga komponenter, kretsar och ledningsdragning för en oscillerande kretsanordning visas, figur 4 visar i snitt en, av ett keramiskt materi- al bestàende, kapsling av en SAW-komponent och figur 5 visar kapslingen enligt figur 4 i planvy.

BEsKRIvNING ÖVER NU FÖRESLAQEN UTFöRINGsFoRM Med hänvisning till figur l visas där schematiskt ett infor- mationsbärande signaleringssystem, med en sändare "S" och en mottagare "R" samt en däremellan ansluten transmissionsled- ning "TR" eller förbindelse.

Såväl sändaren "S" som mottagaren "R" kräver för sina funk- tioner en oscillerande kretsanordning "O" för alstrande av klockpulser och för synkroniserande av mottagna pulser av identisk form och anpassad för samma grundfrekvens och där erforderlig samverkan mellan sändaren och dess tillhöriga oscillerande kretsanordning samt mottagaren och dess till- höriga oscillerande kretsanordning är i och för sig tidigare kända kopplingsarrangenmäng, som icke beskrives närmare. ïïlïšï' I? 'nlïlffšl 10 15 20 25 30 35 517 185 _16.. ß o o ø ø . ..

Dock skall noteras att de från sändaren "S" utsända pulsade digitala datasignalerna är klockpulsrelaterade över trans- missionsledningen "TR" och dessa mottages i mottagaren "R".

I mottagaren alstras av mottagarkretsar en styrspänning, som via en ledning 22' matas till den oscillerande kretsanord- ningen "O", i form av en spänningsstyrd oscillator, som matar ut på en ledning 30' en klocksignal, i form av pulser.

I figur 2 visas ett principiellt kopplingsschema över en oscillerande kretsanordning "O" och denna innefattar en signaler på en ledning 20 emottagande krets 21, vars utgående ledning 22 uppvisar en signal som skall styra en i den oscil- lerande kretsanordningen ingående första förstärkare 23.

Kretsen 21 kan bestå av en digital/analog-omvandlare, D/A- omvandlare.

Signalen på ledningen 22 kan vara anpassad för att styra en fördröjning i förstärkaren 23.

Förstärkaren 23 uppvisar två utgående ledningar 24, 24a, över vilka är anslutet ett första anpassningsnät, illustrerat som en induktans 25, samt ett resonanselement 26, illustrerat som en SAW-komponent 26a, av en i och för sig känd konstruktion.

Tvà ledningar 27, 27a är sammankopplade via ett andra anpass- ningsnät, illustrerat som en induktans 28, och är vidare an- slutna till en andra förstärkare 29 och den önskade frekvens- stabila*och alstrade signalen uttages via ledningen 30 och kan utnyttjas i mottagarkretsarna som en klocksignal.

Den oscillerande kretsanordningen "O", visad i figur 2, är alltså dimensionerad för att bilda en signal på ledningen 30' med ett smalt frekvensområde och en frekvens över 100 MHz. o Valda anpassningsnät är beroende av valt resonanselement, Tf! " 10 15 20 25 30 35 517 185 u a u o u y. _17_ vilket betyder att som anpassningslänk kan även kapacitanser utnyttjas.

Utföringsexemplet anvisar utnyttjandet utav en SAW-komponent 26a och därmed krävs induktiva element som anpassningsnät.

En oscillerande kretsanordning, av hithörande slag, består av ett antal diskreta komponenter, en är själva resonanselemen- tet 26a och två kan vara utnyttjade induktanser 25 och 28.

I utföringsexemplet enligt figur 3 anvisas utnyttjandet utav två, som diskreta komponenter formade och ytmonterade, induk- tansspolar 25' och 28'.

Det faller ävenledes inom uppfinningens ram att placera in- duktansspolen 25' och 28' helt eller delvis inom en integre- rad krets.

Erforderlig ledningsdragning mellan de diskreta komponenterna sker bl.a. i bärarsubstratets 31 översta yta 3la.

Det är känt att samordna samtliga komponenter, m.m. i ett hermetiskt tätt hölje.

Med hänvisning till figur 3 visas möjligheterna att kunna applicera hela oscillatorkretsen, enligt figur 2, på en komponentmodul 30, där enbart resonanselementet eller SAW- komponenten 26a är innesluten i ett hermetiskt tätt hölje 26.

Figur 3*av%er att mera speciellt illustrera den översta ytan 3la för ett översta lager 31 för ett flerlagrigt bärarsub- strat 30, där platserna och utbredningen för de diskreta komponenterna är visade med streckade linjer.

Endast några är av betydelse för föreliggande uppfinning.

Här kan noteras att bärarsubstratets 31 översta yta 3la är TI? I ïlïïïfåïf 10 15 20 25 30 35 517 185 _18- . u a . n | u formad med elektriskt ledande ytavsnitt och elektriskt ledan- de förbindelser, av vilka nâgra skall beskrivas i det efter- följande.

Till dessa ytpartier skall fästas utvalda diskreta komponen- ter och inom ett frilagt mittenområde skall en integrerad krets 32 fästas.

Kretsen 32 är inte hermetiskt innesluten i ett hölje och är försedd med ett flertal, i en rad orienterade, kantrelaterade kontaktytor, av vilka en givits hänvisningsbeteckningen 32a, och bärarsubstratets 31 översta yta 3la är försedd med i rader orienterade kontaktytor, av vilka en givits hänvis- ningsbeteckningen 32a' Kontaktytan 32a (bondö eller bondpad) skall med en bondtråd 32b förbindas med den korresponderande kontaktytan 32a'.

Kontaktytan 32a' är förenad med en ledare 4la, vilken av- slutas med en kontaktyta 4l.

På samma sätt är kontaktytorna 40, 42 och 43 i samverkan med ledningar 40a, 42a och 43a samordnade till var sin, kretsen 32 närbelägen, kontaktyta, som medelst bondtrådar står i elektrisk kontakt med korresponderande kontaktytor på kretsen 32.

En med bondtràdar (32b) förbunden integrerad krets 32 till korresponderande kontaktytor (32a') kan utbytas mot motsva- rande medel, såsom att placera kontaktytorna (32a') under korresponderande kontaktytor (32a) för den integrerade kret- sen och på känt sätt vända den integrerade kretsen (flip chip) för mekanisk och elektrisk kontakt mellan korresponde- rande kontaktytor (bondöar).

Ett utnyttjat bärarsubstrat 30 kan bestå av ett eller flera bärarsubstratskikt 31 och kan då utgöras av ett konventio- “'." 'Y ÉHÜT' 10 15 20 25 30 35 517 185 _19.. n u u o n u nellt substrat med minst fyra skikt lager, exempelvis ett sex- eller åtta lagers substrat, där det översta lagret 31 är anpassat för att montera diskreta kretsar genom COB-teknik (Chip-on-Board)-teknik, varefter komponentmodulen, tillika med övriga applicerade komponenter, kan skyddas av en plast- droppe eller epoxy.

Den här i figur 3 visade komponentmodulen 30 är speciellt avsedd för en ytmontering, som en diskret komponent, på ett större mönsterkort, ingående i en väljarutrustning inom ett telekommunikationssystem.

Komponentmodulen 30 är för denna tillämpning försedd med ett antal kantrelaterade kontakter, av vilka två tilldelats hänvisningsbeteckningen 3lal och 3la2.

För komponentmodulen 30, såväl som för den integrerade kret- sen 32, gäller att dessa kan vara ytmonterade på olika sätt.

Sålunda kan erforderliga anslutningsstift vara raka och införbara i hål, de kan vara "J"-formade för samverkan med kontaktytor eller så kan underliggande kontaktytor bringas till en kontakt med uppåt vettande kontaktytor.

Kretsen 32 bildar tillsammans med ett ytvågsfilter, en SAW- komponent 26a, en oscillator, monterad ovanpå eller ytmonte- rad på komponentmodulen 30.

Kompensationsinduktanserna utgöres av i figur 3 antydda di- skreta komponenter 25', 28', applicerade till ytskiktet 3la för modulen 30.

Härigenom tillförsäkras att toroidspolen, eller någon lik- nande spole, kan tilldelas erforderliga och vanligtvis flera ValfV.

På komponentmodulens 30 ena, bärarsubstratet eller kretskort 'I TFT? 'T Wifi' lO 15 20 25 30 35 5117 185 n u o o nu _20._ tilldelad, yta 3la är utformade elektriskt ledande ytavsnitt 40-43. Dessa ytavsnitt är så formade och fördelade att de fast och elektriskt ledande kan samverka med en inkapslad SAW-komponentenhet 26 och dess tillhörig korresponderande kontaktytor 50-53.

Tekniken att mekaniskt och elektriskt förbinda bärarsub- stratrelaterade kontaktytor 40-43 med enhetsrelaterade kon- taktytor 50-53 är tidigare känd.

En integrerad kretsenhet 32 är fäst till nämnda yta 3la intill nämnda ytavsnitt 41, 43 och mycket nära en monterad SAW-komponentenhet 26.

Denna integrerade krets 32 omfattar erforderliga signalför- stärkande kretsar (23,29) anpassade för den oscillerande kretsanordningen och dessa skall i första hand vara oriente- rade i övre vänstra hörnet för komponenten 32.

Nämnda integrerade krets 32 omfattar ytterligare signalför- stärkande och/eller signalbehandlande kretsar (21), vars tillordnade kontaktytor är medelst bondtrådar eller motsva- rande förbundna med bärarsubstratet tillhöriga korresponde- rande kontaktytor.

Speciellt bemärkes att den i figur 3 visade komponentmodulen 30 är anpassad som signalmottagare.

Via en ej visad opto-komponent eller opto-elektrisk (OE) om- vandlarë omvandlas ljuspulser på en optisk transmissionsled- ning "TR" till elektriska pulser, vilka inkommer till anslut- ningar 3lb1 och 3lb2 och vilka via diskreta kopplingskonden- satorer, anslutna till ytpartierna 55, 55a resp. 56, 56a, där ytpartierna 55a och 56a, är anslutna till bärarsubstratrela- terade kontaktytor 33 och 34 och vidare via bondtrådar eller liknande till den integrerade kretsen 32. “r :rznr 10 15 20 25 30 35 517 185 . - n | .Q _21..

Via nämnda bondtràdar eller liknande passerar de pulsade sig- nalerna till den integrerade kretsen 32 och signalbehandlas där av signalförstärkande, signalsynkroniserande, signalbe- handlande kretsar, enligt ett mönster relevant för systemet.

På komponentmodulens 30 ena, bärarsubstret eller kretskortet tilldelad, yta 3la är utformade elektriskt ledande ytterliga- re fyra ytavsnitt 44, 45 resp. 46, 47. Dessa ytavsnitt är så formade och parvis fördelade att de fast och elektriskt ledande kan samverka med, som diskreta komponenter formade, impedanselement 25', 28' tillhöriga korresponderande kontak- tytor och att dessa ytterligare ytavsnitt är orienterade intill, och parvis pà var sida om nämnda SAW-komponentenhet 26 tillhöriga, ytavsnitten 41 - 43.

Ett sådant impedanselement har formen av en diskret komponent och upptager en yta representativ för den streckade linjen 25a resp. 28a.

Här bör speciellt bemärkas den korta ledningslängd som krävs mellan ytorna 44-40; 45-41; 42-46 och 43-47.

Utföringsformen enligt figur 3 avser således att visa att nämnda integrerade krets 32, SAW-komponentenheten 26a och tvåå impedanselement 25', 28' är som diskreta element fästade till bärarsubstratet 30 bredvid varandra. Erforderlig lednings- dragning är utförd på bärarsubstratets ena yta 31a och SAW- komponentenheten 26 utgöres av en keramikkapsel täckt av ett metall-lock 60, som är evakuerat och hermetiskt tillslutet och som*en”diskret komponent fäst mot bärarsubstratets ena yta 3la.

SAW-komponenten 26a och de två impedanselement 25', 28' skulle även kunna vara täckta av ett hölje, som är evakuerat och hermetiskt tillslutet och som en diskret komponent fäst mot bärarsubstratets ena'yta 3la. mz-w :1 11mm' 10 15 20 25 30 35 517 185 _22..

Intet hindrar att förse komponentmodulen 30 med en kringslu- tande kant eller liknande och innesluta hela komponentmodulen hermetiskt med ett överliggande lock, på samma sätt men med större dimensioner. Även om komponentmodulens 30 yttre dimensioner kan variera inom vida gränser blir den tekniska effekten med uppfinningen mera påtaglig ju mindre den kan göras, utan att därför be- gränsa möjligheterna att utföra normala funktioner.

Härvid anvisas att komponentmodulen 30 skall vara tilldelad sådana yttre dimensioner som motsvarar de dimensioner som gäller för små kapslar, d.v.s. (7 ~ 15) x (7 - 15) mm.

Med hänvisning till figurerna 4 och 5 visas ett keramiskt hölje 60 med en bottenplatta 61. Elektriska förbindningar, såsom förbindningarna 50a, 53a, sträcker sig från insidan bottenplattan runt kantytan och mot undersidan och bildar där kontaktytorna 50 och 53.

SAW-komponenten 26a appliceras till bottenplattan 61 och dess kontaktpunkter förbindes med bondtràdar 62, 63 eller liknande med kontaktytor 51' och 53'.

Därefter appliceras ett metall-lock 64 och det inre utrymmet evakueras och locket 64 fästes på känt sätt till sidopartier- na 65, 66 hermetiskt tätt.

Intet hindra att inom höljet 60 innesluta även induktanserna 25', 28",sämt vid behov även en integrerad krets, innehållan- de erforderliga förstärkarkopplingar för den oscillerande kretsanordningen.

Induktanselement skulle kunna inneslutas i bottenplattan 61.

SAW-komponentenheten 26a*antages ha en yttre begränsningsyta 26' och placerad på det sätt figur 3 visar. w maa-frn. 10 15 20 25 30 35 517 185 š%¥§fiÉ_fÉ¿¥¶š@ _23..

Figur 4 och figur 5 avser att ävenledes visa på möjligheten att inom ett hölje 60 innesluta jämväl anpassningsnätet eller induktansspolarna 25' och 28'.

Uppfinningen är givetvis inte begränsad till den ovan såsom exempel angivna utföringsformen utan kan genomgå modifikatio- ner inom ramen för uppfinningstanken illustrerad i efter- följande patentkrav. vrf w m: m'

Claims (6)

10 15 20 25 30 35 517 185 _24 _ PATENTKRÄV

1. Komponentmodulanpassad oscillerande kretsanordning, anpas- sad för en montering till en komponentmodul (30) med kantre- laterade kontakter (3la1, 3la2), för bildande av en signal tilldelad en hög frekvens (över 100 MHz) med ett smalt frek- vensområde, bestående av en signalförstärkande krets, en sig- nalen genererande och ett resonanselement innehållande, krets, erforderlig ledningsdragning och erforderliga, som diskreta komponenter formade, anpassningsnät eller -element, med på komponentmodulens (30) ena, ett bärarsubstrat (31) tilldelad, yta (3la) utformade elektriskt ledande ytavsnitt (40-43), så formade och fördelade att de fast och elektriskt ledande kan samverka med, det som en diskret komponent forma- de, resonanselementet (26a) tillhöriga korresponderande kon- taktytor (50-53) och med en, som en diskret komponent formad, integrerad krets (32), fäst till nämnda yta (3la), omfattande erforderlig signalförstärkande krets, k ä n n e t e c k - n a d därav, att de resonanselementet (26a) tillhöriga par- relaterade kontaktytorna (40, 42; 41, 43) och de anpassnings- näten (25', 28') tillhöriga parrelaterade kontaktytorna (44, 45; 46, 47) är belägna nära varandra, att vissa resonansele- mentet (26a) tillhöriga och utvalda parrelaterade kontaktytor (41, 43) är orienterade intill nämnda integrerade krets (32), att nämnda resonanselement (26a) och nämnda anpassningsnät (25', 29') är anordnade att med sina tillhöriga parrelaterade kontaktytor samverka med nämnda kontaktytor (40-43, 44, 45; 46, 47)fl att i vart fall de, den integrerade kretsens (32), resonanselementet (26a) tillordnade, kontaktytorna (32a) är medelst bondtrådar (32b) eller liknande förbundna med bärar- substratet tillhöriga kontaktytor (32a') och att nämnda inte- grerade krets (32) därutöver omfattar ytterligare signalför- stärkande och/eller signalbehandlande kretsar, vars tillord- nade kontaktytor är medelst bondtrådar eller liknande för- bundna med bärarsubstratet tillhöriga kontaktytor. )ï"1"« 'T WTCTÉ 10 15 20 25 30 35 517 185 䥧¥§_f-hfgßz _25..

2. Kretsanordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a d därav, att komponentmodulen (30) är anpassad som en signalmottagare och att den nämnda signalförstärkande och/eller signalbehandlande kretsen är anpassad för signal- mottagning och signalbehandling.

3. Kretsanordning enligt patentkravet l eller 2 , k ä n n e- t e c k n a d därav, att på komponentmodulens ena, bärar- substratet tilldelad, yta (3la) är utformade fyra parrelate- rade elektriskt ledande kantnära ytavsnitt (44, 45; 46, 47), att dessa ytavsnitt är så formade och parvis fördelade att de blir belägna nära de resonanselementet (26a) tillhöriga par- relaterade kontaktytorna (40, 41; 42, 43).

4. Kretsanordning enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k - n a d därav, att nämnda integrerade krets (32), resonansele- mentet (26a) och två, som anpassningsnät tjänande, impedans- element (25', 28') är fästade till bärarsubstratet bredvid varandra, att erforderlig ledningsdragning mellan dessa är utförd på bärarsubstratets ena yta (3la) och att i vart fall resonanselementet (26a) är täckt av ett hölje, som är evakue- rat och hermetiskt tillslutet.

5. Kretsanordning enligt patentkravet l, 3 eller 4, k ä n - n e t e c k n a d därav, att resonanselementet (26a) och två impedanselement (25', 28') är täckta av ett hölje, som är evakuerat och hermetiskt tillslutet.

6. Kretsafiordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a d därav, att resonanselementet (26a) utgöres utav ett SAW-element eller -komponent. :f -IJEÉÄ If WH [11