微波电路的封装结构制造技术

一种微波电路封装结构，包括内部容纳半导体元件和母片的电路组件；电路组件有二个接地导体层，夹在其中间的中央导体层，与中央导体层连接的中央导体电极，设置在中央导体附近的接地导体电极；上述部分在电路组件的一个表面上；以及连至另一个表面上的散热板；母片有二个接地导体层，夹于其中间的中央导体、中央导体电极、设置在母片的一个表面上的接地电极；导热弹性物夹在散热板和热辐射板之间。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微波电路的封装结构，尤其是含有微波电路组件或微波集成电路组件的封装结构。众所周知，微波或毫米波范围的波长是短的，因此，设计包括传输线路的电路配置同时将传输线路上的不均匀性抑制到低水平并确保电路或线路之间隔离，是困难的。所以微波电路封装必定是又复杂又昂贵。近些年来，微波单片式集成电路(以下简称MMIC)逐渐适合于作为高频带的半导体集成电路。然而，MMIC有许多短处，比如易产生裂缝，使得存在许多封装限制。尤其不适合于集成化分布怛定电路，这将导致大型化。参照图8，该图展示了传统微波电路的封装结构，上述电路包括具有电路元件103、微波引线102和偏压供给端107的MMIC、MIC组件101，各组件排列在主板100上。这里通过形成在主板100内的外侧导电孔109，将微波引线102和偏压供给端107引至主板100的后面。通过印刷电路板等，钎焊偏压供给端107。并且借助印刷电路板104作钎焊，把微波引线102电连接到另一组件或绝缘体108。把微波引线102的连接部分用盖子106与外部隔离开而屏蔽起来。如图8所示，由于MMIC不适合于主要由无源元件组成的分布恒定电路的集成化，有源元件被封入气密性外壳内，并且由微波带状线路和钎焊形成这些有源元件和外侧无源元件之间的连接。因此，把MMIC封入气密性外壳是昂贵的。而且要求具有精细分隔开小室的复杂和昂贵的屏蔽外壳，以防止单元电路之间不应有的电连接，这样进一步导致组装成本的提高。所以上述已有的封装结构存在如下缺点(1)为把为MMIC组装到称之为头的气密性外壳中，必须花费相当大的费用，这是因为头本身很贵，而且装配费用也高;(2)细分成小室的复杂和大型屏蔽外壳相当昂贵;(3)把头装到屏蔽外壳，装配印刷电路板、焊接端子等，所有这一切必须手工操作，导致高的组装成本;(4)该结构即大又重，这不利于通迅设备的小型化和减轻重量。本专利技术目的在于提供一种小型低成本的微波电路封装结构;本专利技术的另一个目的在于提供一种具有优异热辐射效率的微波电路封装结构;本专利技术的进一步目的在于提供一种由电路组件单元可作互换的微波电路封装结构;本专利技术还有一个目的是提供一种利用上述封装结构包封微波电路。根据本专利技术所提供的微波电路封装结构包括含半导体电路的电路组件;在上面容纳电路组件的母片;接受来自电路组件热量安装在电路组件上的散热板;接受来自散热板用于辐射该热量的辐射器;装在散热板和辐射器之间的热传导弹性物;以及沿辐射器方向推压母片的弹簧装置。附图说明图1是本专利技术第一实施例的剖视图;图2(A)和2(B)是在图1中所展示实施例中分别表示母片和电路组件上的电极排布;图3表示图1所示封装结构应用于包封微波电路器件的剖视图;图4是第二个实施例中应用的另一个包封微波电路器件的剖视图;图5是第三个实施例中应用的又一个包封微波电路器件的剖视图;图6是根据第四个实施例的封装结构剖视图;图7是根据第五个实施例的封装结构剖视图;图8是微波电路的通常的封装结构。参照图1显示根据本专利技术第一实施微波电路封装结构的剖视图。叙述将从各个部分的构成到总体构成进行。在图1，电路组件1在其内部空间至少装有一个备置了微波电路的半导体元件。电路组件1还具有通过层叠介质层和导体层获得的多层结构14。在本实施例中，结构14包含有中央导体层11c，介质层和一对在介质层上的接地导体层12c1和12c2。这二个接地导体层12c1和12c2借助接地导体通路(层间连接导体)6c被相互连接。在中央导体上形成的电路图形周围设置大量接地导体通路6c，在中央导体上通路6c的配置间距设计成小于相应于在电路组件1所处理的频率的波长的8分之一。利用中央导体通路5c把信号引出到电路组件1的表面，并且连通至具有凸台30的表面电极图形。设置接地导体通路6c，围绕中央导体通路5c，而且其顶端被连在表面上的接地电极6a(见图2)。设置热传导通路8，以释放由半导体元件4产生的热。通过具体有极佳热传导性的通路8，使所产生的热量排放到散热板3。热传导通路8是由Cu/W或Ag组合材料制成。半导体元件4容装在电路组件1内的空间里，并且用良导电体作的盖子7盖住。散热板3用粘结材料2固定在电路组件表面，上述表面还装着半导体元件4。下面将描述母片10。母片10是由柔性有机材料构成，并且利用带多个电路组件1的大型基片10可形成较大规模电路单元。母片10至少有2个接地导体层12m1和12m2，以及在上述两层间有中央导体层11m。为了把微波信号限制在基片10里面，所以在中央导体11m的周围设置大量接地导体通路6m，该通路6m与上、下外部导体连接，接地导体通路6m需设置在至少围绕中央导体11m的电路图形，理想的是将其设置在所有看不到中央导体图形的那部分表面，使之完全封闭微波信号，通过这种方法，把微波信号的能量封闭在中央导体层11m的范围内。对于电路组件1，与母片10的情况相类似。连接接地导体层12c1和12c2的大量接地导体通种6c设置在中央导体层11c的电路图形四周，若可能的话，以及其他所有不存在中央导体层11c的电路图形的部分。接着将说明母片10和电路组件1的电极布局。图2(A)表示了母片10的电极排列，接地导体层12m2具有特殊的非接地导电部分，即分别为用于输入/输出信号以及DC偏压/低频信号的电极5a和9a。除了接地电极6a和电极5a及9a，所有表面皆为保护层。电极6a、5a和9a与各自的通路连接。和通路6m一样，不仅使接地电极6a围绕中央导体层电极5a排列，而且至少是在电路组件1的周围。在该图中，虚线11和13分别表明输入/输出信号线和偏压/低频信号线。如图2(B)所示，电路组件1的表面有接地电极6a和信号电极5a及9a，通过凸台30(图1)使上述电极与母片10上各自的导电电极6a、5a和9a连接。用这种连接，可以在母片10的电极上设置凸台30，而不是在电路组件1的电极上制备。因此，由于微波信号被限制在如上所述的电路组件1和母片10内部，因此，无需象传统微波电路那样要求提供复杂的屏蔽外壳，并且能实现结构紧凑的大规模微波电路。接着将描述根据本专利技术的微波电路结构的冷却构成。在图1中，半导体元件4产生的热量必须有效地排放到装置的外面。为此目的通常使用的方法是利用辐射片。这样的辐射结构已被公开，如日本公开的专利申请号为No.60-21611(1985)和No.60-64503(1985)。然而，不可能应用该辐射结构来封装微波电路器件。并且，该方法仅可用于外部空气引入型冷却系统，而不能用于封闭类型设备。如若热辐射板被直接连在散热板上，那末热量可通过散热板直接被引至外部。但是，不可能使多个电路组件紧密地机械连接到散热板上。这里因为由于在钎焊等尺寸方面的区别，难以为所有电路组件制造高精度(同一板上)散热板平面的顶表面。但是，如果热辐射板固定到散热板，由于母片和热辐射板的热膨胀系数的不同，当应力作用到电路组件和母片的粘结电极部分时，会引起粘结部分的损坏。在本专利技术的该实施例中，导热弹性物21被夹在散热板3和热辐射板20之间，并且利用弹簧40对母片10施加压力，以使散热板3和导热弹性物21紧紧接触。采用这种结构，即使散热板3的顶面与装在该处的多个电路组件的高度不一致，也可以利用导热弹性物21使这样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波电路的封装结构，其特征包括： 具有半导体元件的电路组件； 其上容纳所述电路组件的母片； 装在所述组件上，接收来自所述电路组件热量的散热板； 接收来自所述散热装置，辐射所述热量的辐射装置； 设置在所述热扩散装置和所述辐射装置之间的导热弹性物； 沿所述辐射装置方向压住所述母片的装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小杉勇平，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]