модуля с минимальным числом функций имеет ряд лреимуществ: удобство проверки inapajMeTpoB, легкость определения неиапра)вного элемента схемы я гго замены, возможность стандартизации н унификация. С другой стороны, для увёличеняя степени интеграции, уменьшения числа межсоединений необходимо, чтобы секция модуля выполняла мамсимальное число функций и в пределе модуль представлял бы собой одну секцию, выполненную на одной подложке. Учитывая эти обстоятельства, разработчики систем считают, что более целесообразно в один модуль заключать целую подсистему, а поставщики стандартных микро!Схем стремятся вьш1ускать однофумкциональные модули, более выгодные для изготовителя. Для решения вьш1еуказанных проблем часто используется компромиссный метод конструи,рованяя. Конструкция сложной ИС при этом представляет собой сборку ив ряда функциональных модулей или отдельных плат, установленных в смежных отсеках корпуса, разделенных экранирующими перегородками. Такое разделение модуля на отдельные узлы позволяет проводить испытания и наладку их перед сборкой модуля. При этом возможна стандартизация отдельных узлов, используемых в ИС. Часто с целью уменьшения габаритов, стоимости, повышения надежности за счет устранения ряда разъемов в состав СВЧ модуля вводятся секции, работающие в низкочастотном диапазоне. Так, например, в один модуль может быть включен СВЧ балансный смеситель и секция усилителя промежуточной частоты.

Одним из важных вопросов конструирования является сборка всей системы, состоящей из отдельных модулей. Модуля, как правило, монтируются на общей базовой плате, которая выполняет функции соединяющего устройства и одновременно теплоотвода.

10.17. КОРПУСЫ МИКРОСХЕМ СВЧ

Корпус ИС СВЧ предназначен для предохранения микросхемы от воздействия окружающей среды (влаги, пыли и др.), экранировки от внешних электромагнитных нолей, теплоотвода, крепления подложки, разъемов и дискретных элементов. Конструкция корпуса представляет собой металлический короб, у которого имеется ряд вводов и выводов энергии.

Корпус интегральной микросхемы может быть рамочного, коробчатого (чашечного), пенального или пластинчатого типа. Рамочный корпус (рис. 10.60,й) состоит из замкнутой рамки прямоугольной формы, открытой с двух сторон, и двух крышек [45]. Крепление платы в корпусе производится установкой ее на уступы вдоль стенок рамки с последующей пайкой по периметру экранного основания платы к рамке. Такой корпус удобен при проведении сборки и контроля качества микросхемы. КонсТ\ру.кция позволяет выполнять одноярусное и двухярусное расположение плат.

В коробчатой конструкции корпуса (рис. 10.60,6) крепление платы осуществляется либо механическим придавливанием ее к дну корпуса, либо припайкой экранной стороны платы к дну корпуса. Во втором случае для снижения возникающих напряжений (из-за разности температурных коэффициентов линейного расширения подложки и корпуса) применяют компенсирующие прокладки из металлической сетки, размещаемые междуэкранной сторо-

ной платы и дном корпуса. Корпус чашечного типа сложен при сборке, контроле и ремонте микросхемы. Обычно он применяется, когда требуется хороший теплоотвод от микросхемы на дно корпуса.

Корпус пенального типа (рис. 10.€0,в) состоит из основания, поддона, пенала (корпуса), двух торцевых стенок [45]. Плата

Рис. 10.60. Конструщйи корпусов: й -рамочный; б-коробчатый; в-пенальный; г - пластаичатый

предварительно устанавливается на специальное основание, а затем вдвигается в пенал, после чего производится крепление основания к пеналу. Основание служит также для крепления СВЧ переходов. Такая конструкция позволяет осуществить предварительный контроль и подстройку интегральной микросхемы перед установкой в 1пенал. Однако в корпусе пенального типа СВЧ переходы можно располагать только на двух стенках корпуса.

Пластинчатые корпуса (рис. 10.бО,г) используются, как правило, в устройствах на симметричной полосковой линии передачи. Конструкция образует сэндвич из двух диэлектрических пластин, помещенных между металлическими пластинами корпзса [46]. Крепление плат обеспечивается механическим прижимом к пластинам по плоскости экранной стороны плат.

Размеры основания корпуса в основном определяются топологией интегральной микросхемы и возникающими в ней паразитными типами волн, краевыми эффектами. Наиболее сложным оказывается выбор высоты корпуса. Результаты численных расчетов влияния экрана на параметры микрополосковой линии показывают, что влияние верхней экранирующей крышки становится заметным при {Ь-h)/h5.

Реальная микросхема, включающая в себя большое число элементов, представляет собой устройство со многими нерегулярностями, являющимися источником паразитных типов волн. Предот-

вратить их распространение можно правильным выбором размеров экрана. Особо опасными являются резонансные явления, так как корпус, представляющий собой замкнутый металлический короб, является резонатором. Возникновение резонансов в таком резонаторе возможно, если его длина равна

1 = {РКо)/2, (10.22)

где Р=1, 2, ... - число полуволн, укладывающихся .по длине резонатора /. При вычислении Хво необходимо учитывать частичное заполнение короба диэлектриком.

.При выборе материала экранирующего корпуса конструктор должен руководствоваться требованиями уменьшения массы, снижения стоимости изготовления, соответствия ТКЛР материала корпуса И подложки, возможностью пайки и хорошей теплопроводности и т. д. Для корпусов ИС СВЧ применяют латунь, алюминий, титан, ковар, металлизированную керамику. Наиболее предпочтительными являются титановые и коваровые корпуса, ТКЛР которых близок к ТКЛР керамических подложек.

Большинство СВЧ модулей выполняются в виде герметичной конструкции для защиты микросхем от внешних воздействий, из которых наиболее опасным является влажность. Корпус микросхемы имеет две области герметизации: у выводов и в области соединительного шва крышки и корпуса. Герметичное соединение крышки и корпуса производится сваркой, пайкой -или склеиванием в зависимости от материала и конструкции корпуса, расположения выводов, серийности производства микросхем и т. д. Широкое распространение получила герметизация корпуса путем опай-ки крышки по контуру с введением резиновой прокладки и стальной луженой проволоки. Закладка проволоки позволяет осуществить вскрытие корпуса при проведении ремонтных работ, а резиновая прокладка препятствует попаданию припоя и флюса внутрь корпуса (см. рис. 10.60,й, б).

При проведении герметизации воздух из корпуса откачивается через металлическую трубку, затем через нее вводится инертный газ (например сухой азот), а трубка зачеканивается.

Проблема герметизации выводов тесно связана с конструированием герметичных разъемов (переходов).

10.18. ПЕРЕХОДЫ И СОЕДИНИТЕЛИ

Большинство проектируемых СВЧ модулей включают разъемы для соединения с другими модулями, для контроля и измерения параметров и т. д. К переходам (разъемам) предъявляются следующие основные требования: хорошее согласование, малые потери, универсальность, быстрое и надежное соединение, малые габариты, низкая стоимость.

Переходы делятся на соосные (торцевые) и перпендикулярные. Соосный переход с микрополосковой линии на коаксиальную (рис. 10.61,0!) мало искажает структуру поля и обладает хорошим со-