СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ МИКРОБЛОК Российский патент 2002 года по МПК H05K5/00 

Изобретение относится к радиотехнике, а более конкретно к технике сверхвысоких частот (СВЧ), и может быть использовано в высокочастотных системах, изготовленных по полосковой и микрополосковой технологии.

Известен микроблок, содержащий чашечный металлический корпус, герметичную металлическую крышку, коаксиальные СВЧ-разъемы, СВЧ-плату с установленными на ней компонентами СВЧ-схемы, закрепленную на дне чашечного корпуса (см. а. с. 1529478 СССР, Н 05 К 5/06, Б.И. 46, 1989, а также а.с. 1580599 СССР, Н 05 К 5/06, Б.И. 27, 1990).

Недостатками указанного микроблока являются, во-первых, невозможность подстройки СВЧ-схемы без вскрытия герметизированного микроблока; во-вторых, сложная конструкция устройства, в состав которой входят специально изготавливаемые корпус, крышка, упоры для фиксации СВЧ-платы, элементы механического крепления СВЧ-разъемов; в-третьих, невозможность изменения размеров СВЧ-платы (указанное устройство используется для СВЧ-плат с постоянными габаритами, что приводит к необходимости всякий раз при изменении габаритов, используемых СВЧ-плат менять конструкцию указанного устройства); в-четвертых, большая масса микроблока из-за наличия металлических корпуса и крышки.

Известен взятый в качестве прототипа СВЧ-микроблок, содержащий чашечный металлический корпус, герметичную металлическую крышку, СВЧ-плату с электрически соединенными с ней коаксиальными СВЧ-разъемами и с установленными на ней компонентами СВЧ-схемы, причем СВЧ-разъемы могут быть как соосные (т.е. ось разъема параллельна плоскости контактной площадки), так и перпендикулярные (т.е. ось разъема перпендикулярна плоскости контактной площадки) (см. книгу: Справочник по расчету и конструированию СВЧ - полосковых устройств/ Под. ред. В.И. Вольмана. - М.: Радио и связь, 1982, стр. 203-204, рис. 4.53, а также стр.211).

Недостатками указанного СВЧ-микроблока являются, во-первых, невозможность подстройки СВЧ-схемы без вскрытия герметизированного микроблока; во-вторых, сложная конструкция устройства, в состав которой входят специально изготавливаемые корпус, крышка, упоры для фиксации СВЧ-платы, элементы механического крепления СВЧ-разъемов; в-третьих, невозможность изменения размеров СВЧ-платы (указанное устройство используется для СВЧ-плат с постоянными габаритами, что приводит к необходимости всякий раз при изменении габаритов используемых СВЧ-плат менять конструкцию указанного устройства); в-четвертых, большая масса микроблока из-за наличия металлических корпуса и крышки.

Решаемой технической задачей изобретения является, во-первых, возможность подстройки СВЧ-схемы без вскрытия герметизированного микроблока; во-вторых, упрощение конструкции устройства; в-третьих, возможность изменения размеров подложки; в-четвертых, уменьшение массы устройства.

Решаемая техническая задача достигнута за счет того, что в известном СВЧ-микроблоке, содержащем СВЧ-плату с электрически соединенными с ней коаксиальными СВЧ-разъемами и с установленными на ней компонентами СВЧ-схемы, на СВЧ-плате выполнена заливка отвердевающим диэлектриком, крепление СВЧ-разъемов к СВЧ-плате осуществлено заливкой отвердевающим диэлектриком, внешняя поверхность платы, не залитая отвердевающим диэлектриком, и внешняя поверхность отвердевающего диэлектрика металлизированы и являются СВЧ-экраном для компонентов СВЧ-схемы, в слое диэлектрика и на внешней поверхности СВЧ-платы, не залитой отвердевающим диэлектриком, сделаны подстроечные выемки, выполненные металлизированными или неметаллизированными, причем в случае выполнения выемок неметаллизированными в выемках размещены выполненные из диэлектрического материала подстроечные вкладыши с металлизированной внешней поверхностью, причем вкладыши могут быть выполнены в виде заливки отвердевающим диэлектриком.

На приведенном чертеже(фиг. 1) изображена конструкция предложенного СВЧ-микроблока.

СВЧ-микроблок (фиг. 1) содержит СВЧ-плату 1 (например, длиной 60 мм, шириной 48 мм, толщиной 1 мм) с электрически соединенными с ней коаксиальными СВЧ-разъемами 2 (например, волнового сопротивления 50 Ом) и с установленными на ней компонентами СВЧ-схемы 3, на СВЧ-плате выполнена заливка отвердевающим диэлектриком 4 (например, самотвердеющий диэлектрический компаунд), крепление СВЧ-разъемов к СВЧ-плате осуществлено заливкой отвердевающим диэлектриком 4, внешняя поверхность платы 1, не залитая отвердевающим диэлектриком, и внешняя поверхность отвердевающего диэлектрика 4 металлизированы (например, электропроводной краской) и являются СВЧ-экраном для компонентов СВЧ-схемы 3, в слое диэлектрика и на внешней поверхности СВЧ-платы, не залитой отвердевающим диэлектриком, сделаны подстроечные выемки 5 (например, цилиндрической формы), выполненные металлизированными или неметаллизированными. В случае выполнения выемок неметаллизированными в выемках размещены выполненные из диэлектрического материала подстроечные вкладыши 6 с металлизированной внешней поверхностью. Вкладыши могут быть выполнены в виде заливки 7 отвердевающим диэлектриком.

При сборке предложенного устройства СВЧ-плату 1 с электрически соединенными с ней коаксиальными СВЧ-разъемами 2 и с установленными на ней компонентами СВЧ-схемы 3 поместили на дно разборной заливочной формы, смазанной антиадгезионным материалом, причем в дне и стенках формы сделали отверстия с герметизирующими уплотнителями (например, резиновые кольца) для выступающих за границы платы СВЧ-разъемов 2. Затем форму залили отвердевающим диэлектриком (например, самоотвердевающим компаундом) и выдержали до его полного отвердевания, после чего разборную форму разобрали, удалили и извлекли заготовку СВЧ-микроблока, которую в дальнейшем металлизировали (например, покрасили электропроводной краской). Подстроечные выемки 5 сделали, например, торцевой фрезой. Настройку СВЧ-микроблока осуществляли, например, заполнив выемки 5 подстроечными вкладышами 6 или залив слоем отвердевающего диэлектрика 7. После каждой подстройки внешнюю поверхность подстроечной выемки дополнительно металлизировали (например, с помощью электропроводной краски).

При работе предложенного устройства энергию электромагнитных колебаний подают и снимают, подключая внешние устройства к СВЧ-разъемам 2. При распространении энергии электромагнитных колебаний по компонентам СВЧ-схемы 3 (например, по полосковым линиям полосковой топологии) слой металлизации на наружной поверхности микроблока выполняет функции токопроводящего СВЧ-экрана для компонентов СВЧ схемы 3. Подстройка осуществляется за счет изменения толщины слоя диэлектрика в месте выполнения выемки 5, что приводит к изменению электрических параметров СВЧ-схемы, например, к изменению волнового сопротивления полосковой линии (при выполнении выемки под (или над) полосковой линией), к изменению емкости планарного СВЧ-конденсатора (при выполнении выемки под (или над) СВЧ-конденсатором), к изменению частоты СВЧ-резонатора (при выполнении выемки под (или над) СВЧ-резонатором).

По сравнению с прототипом в предложенном устройстве возможна многократная подстройки СВЧ-схемы без вскрытия микроблока и нарушения его герметичности. При этом подстроечными выемками в предложенном устройстве невозможно нарушить герметичность, так как внутренний негерметизируемый объем заполнен отвердевающим диэлектриком.

По сравнению с прототипом в предложенном устройстве упрощена конструкция устройства. Не нужно специально изготавливать корпус, крышку, упоры для фиксации СВЧ-платы, элементы механического крепления СВЧ-разъемов. Особенно большой выигрыш получен за счет отказа от нетехнологичного герметичного корпуса прототипа (где, в частности, трудно осуществлять герметизацию по линии сопряжения разнородных элементов (корпуса и крышки)), вместо него в предложенном устройстве герметизируемый объем, заполненный отвердевающим диэлектриком, составляет единое целое и не имеет линий сопряжения, при этом отвердевающий диэлектрик несет и механическую нагрузку (закрепляет СВЧ-разъемы и СВЧ-плату).

По сравнению с прототипом в предложенном устройстве возможно использовать подложку любых размеров. Отвердевающий диэлектрик принимает при отвердевании форму, соответствующую габаритам СВЧ-платы.

По сравнению с прототипом в предложенном устройстве уменьшена масса устройства, поскольку в предложенном устройстве нет металлических корпуса, крышки, упоров для фиксации СВЧ-платы, элементов механического крепления СВЧ-разъемов.

Дополнительным достоинством предложенного устройства является возможность составления этажерочной структуры, когда в отвердевающем диэлектрике содержатся несколько параллельных СВЧ-плат (при этом возможно электрическое соединение этих СВЧ-плат).

Изготовленные опытные образцы предложенного СВЧ-микроблока показали, что они по эксплуатационным параметрам не уступают известным нам аналогам и прототипу.

Изобретение относится к области техники СВЧ. Техническим результатом является возможность осуществления подстройки схемы без вскрытия микроблока, в упрощении конструкции устройства. СВЧ-микроблок содержит СВЧ-плату с электрически соединенными с ней коаксиальными СВЧ-разъемами и с установленными на ней компонентами СВЧ-схемы. На СВЧ-плате выполнена заливка отвердевающим диэлектриком, крепление СВЧ-разъемов осуществлено также заливкой отвердевающим диэлектриком. Внешняя поверхность платы, не залитая отвердевающим диэлектриком, и внешняя поверхность отвердевающего диэлектрика металлизированы и являются СВЧ-экраном для компонентов СВЧ-схемы. В слое диэлектрика и на внешней поверхности СВЧ-платы, не залитой отвердевающим диэлектриком, сделаны подстроечные выемки, выполненные металлизированными или неметаллизированными. 1 ил.

СВЧ-микроблок, содержащий СВЧ-плату с электрически соединенными с ней коаксиальными СВЧ-разъемами, с установленными на ней компонентами СВЧ-схемы, слой диэлектрика над СВЧ-платой произвольных размеров, содержащий несквозные отверстия, причем внешняя поверхность диэлектрика металлизирована и является СВЧ-экраном для компонентов СВЧ-схемы, отличающийся тем, что слой диэлектрика нанесен заливкой с последующим отвердеванием, крепление СВЧ-разъемов к СВЧ-плате осуществлено заливкой отвердевающим диэлектриком, внешняя поверхность платы, не залитая отвердевающим диэлектриком, металлизирована и является СВЧ-экраном для компонентов СВЧ-схемы, в слое диэлектрика отверстия выполнены в виде подстроечных неметаллизированных выемок, на внешней поверхности СВЧ-платы, не залитой отвердевающим диэлектриком, сделаны подстроечные выемки, выполненные металлизированными или неметаллизированными.