ГЕРМЕТИЧНЫЙ КОРПУС ДЛЯ ГИБРИДНЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ СВЧ Российский патент 1994 года по МПК H05K5/00 

Изобретение относится к конструкции корпусов гибридных интегральных схем (ГИС) СВЧ с волноводным выводом энергии.

Известна конструкция корпуса для интегральных схем. Корпус состоит из основания с отверстиями, а также нижнего модуля и крышки, закрепленных на основании. Интегральную схему размещают в специальном пазе в нижнем модуле. Конструкция обеспечивает повышенную прочность корпуса.

К недостаткам этого корпуса следует отнести его негерметичность и отсутствие волноводных выводов энергии.

Известен герметичный алюминиевый корпус для интегральных схем СВЧ, включающий волновод и волноводно-полосковый переход с участком коаксиальной линии, внутренний проводник которой закреплен в диэлектрической шайбе. Шайба изготовлена из фторопласта. Герметизация между фторопластовой шайбой, внутренним и внешним проводниками коаксиальной линии осуществляется с помощью эпоксидного клея ТК1-М.

Известно, однако, что при использовании эпоксидных клеев нельзя обеспечить надежную герметизацию в течение длительного времени, например 10-50 тысяч ч. Поэтому при существующих конструкциях корпусов невозможно создать сверхдолговечные твердотельные усилители с волноводным выводом энергии, что крайне необходимо иметь, например, для радиоаппаратуры на борту спутников связи.

Цель изобретения - повышение надежности герметизации корпуса для ГИС СВЧ, в частности, включающего волновод и волноводно-полосковый переход с участком коаксиальной линии, внутренний проводник которой закреплен в диэлектрической шайбе. Эта цель достигается тем, что диэлектрическая шайба выполнена керамической и спаяна с корпусом серебряной эвтектикой, а с внутренним проводником коаксиальной линии - высокотемпературным цементом, причем корпус выполнен из материала, коэффициент термического расширения которого соответствует керамической шайбе, например, из титана.

Вторая цель изобретения - улучшение контакта коаксиальной линии с полосковой линией. Она достигается тем, что внутренний проводник коаксиальной линии с керамической шайбой вставлен в основание корпуса со стороны волновода через отверстие в его стенке.

На фиг. 1 и 2 представлен герметичный корпус для ГИС СВЧ с водноводными выводами энергии в 2-х проекциях.

Состоит коpпус из основания 1, выполненного из одной заготовки с волноводными выводами энергии 2. Возбуждается волновод полой антенной 3, припаянной к центральному проводнику коаксиальной линии 4. Центральный проводник заранее спаян с керамической шайбой 5 высокотемпературным стеклоцементом СК-6 при температуре 1250^оС.

Керамическая шайба с центральным проводником и антенной, низкочастотные выводы энергии впаяны в корпус припоем ПСр-72 при температуре 870^оС (активная пайка керамики с титаном). Спаянный узел, состоящий из антенны с центральным проводником и керамической шайбы, вставляется в корпус со стороны волновода через отверстия в широких стенках. Эта особенность конструкции корпуса обусловлена необходимостью сохранить плоскостность дна основания корпуса 6, куда механически крепится основание 7 с ГИС СВЧ на подложке 8. Центральный проводник коаксиальной линии выступает над дном корпуса на высоту, превышающую толщину основания с толщиной подложки на 0,1-0,2 мм, чтобы удобно было приваривать к торцу проводника плющенку 9, идущую от ГИС СВЧ.

Отверстие в волноводе, через которое вставляется центральный проводник с керамической шайбой, запаивается заглушкой 10.

Одновременной с пайкой заглушки к корпусу припаивается и штенгель 11, который служит для откачки и последующего наполнения корпуса инертным газом. Пайка штенгеля и заглушки производится после пайки корпуса с керамической шайбой и центральным проводником тока припоем ПСр-72 при температуре 800^оС. Предлагаемый корпус для ГИС СВЧ обладает следующими преимуществами по сравнению с аналогами и прототипом: корпус вакуумно-плотен, а следовательно, герметичен, держит вакуум порядка 1˙10^-9 мм рт. ст. ; корпус вибропрочен, выдерживает нагрузки до 2500 Гц с ускорением 20, корпус включает в себя широкополосные волноводно-полосковые переходы с шириной полосы 35-40% на уровне КСВ (н) 1,3; корпус монолитен, выполнен с волноводами из одной заготовки, поэтому создается возможность крепления его только за волноводные фланцы, коэффициент температурного расширения (КТР) материала корпуса (титана) близок по величине к КТР подложки ГИС, что увеличивает надежность усилителя.

Использование: в гибридных интегральных схемах (ГИС) СВЧ. Сущность изобретения: в герметичном корпусе, включающем волновод и волноводно-полосковый переход с участком коаксиальной линии, внутренний проводник которой закреплен в диэлектрической шайбе, последняя выполнена керамической и припаяна к корпусу серебряной эвтектикой, а с внутренним проводником коаксиальной линии - высокотемпературным цементом. Корпус выполнен из материала с КТР, соответствующим керамической шайбе и серебряной эвтектике. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. ГЕРМЕТИЧНЫЙ КОРПУС ДЛЯ ГИБРИДНЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ СВЧ , включающий волновод и волноводно-полосковый пеpеход с участком коаксиальной линии, внутpенний пpоводник котоpой закpеплен в диэлектpической шайбе, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности геpметизации, диэлектpическая шайба выполнена кеpамической и неpазъемно соединена с коpпусом сеpебpяной эвтектикой, а с внутpенним пpоводником коаксиальной линии - высокотемпеpатуpным цементом, пpичем коpпус выполнен из матеpиала, коэффициент теpмического pасшиpения котоpого соответствует кеpамической шайбе. 2. Коpпус по п. 1, отличающийся тем, что, с целью улучшения контакта коаксиальной линии с полосковой, внутpенний пpоводник коаксиальной линии с кеpамической шайбой помещен в основание коpпуса со стоpоны волновода чеpез отвеpстие в его стенках.