[发明专利]集成微波电路模件及其连接结构

说明书

本发明涉及集成微波电路模件，更详细地说，涉及微波通信装置使用的微波电路模件，和这种微波电路模件与具有相同结构的模件或外部电路连接的连接结构。

图1所示的现有微波电路模件中、电路基片10包括形成在氧化铝陶瓷介电基片上，或类似基片上的薄膜导体，薄膜导体淀积在有源元件11的每个侧边上，用于连接相互间有一小间隔的有源元件。也就是说，现有的微波电路模件有多个电路基片10。而且，模件有许多连接这些电路基片10的连接线，如连接线12。

另一方面，作为电路元件之一的耦合电容器，单片电容器13安装在电路基片10上，并用连接线连接。而且，像氮化钽薄膜电阻这样的电阻元件，或类似的电阻元件只形成在电路基片10的表面上。而且，为了从外部保护有源元件、将金属帽14用电阻式熔焊法完全接到外壳基体（通常称为“管座”）15上。金属帽15起屏蔽作用。防止射频信号（RF）外漏。

如上所述，现有的微波电路模件要求有许多电路基片10，而且，像单片电容器13这样的电子元件在简化结构，减小装配结构尺寸等方面均存在问题。此外，很多电子元件的连接使接点数增加，这导致射频（RF）特性的损坏，并需要很多装配工序，因此难于降低造价。

近来，微波独石集成电路（以下简称为“MMIC”）已进入实用阶段。尽管MMIC的应用还受到很多限制。MMIC通常是用以光刻技术为基础的半导体制技术在硅（Si）或砷化镓（GaAs）基片上形成的。尽管像晶体管和二极管这样的集总常数电路元件是小规模有源元件，像矢量耦合器和滤波器这样的分布常数电路元件是大规模无源元件，而且当它们装配在MMIC中时还存在问题。大规模单片在其合格率和造价方面均不具优越性。所以通常的MMIC单片中不包括上述的大规模无源电路元件。

由于MMIC不适于无源电路元件的装配，在现有的微波电路中，有源元件包容在小型密封外壳内，而其结构上保留了连接线和有微带线的无源电路元件，这些元件用焊接片使其相互连接。为了屏蔽这些元件和与外部电路的连接线，必须要有复杂而价格昂贵的屏蔽外壳，该屏蔽外壳有许多被分割成的小室。

现有的这种微波电路模件所用的连接结构中，只有有源元件被包封，其引出端是伸出的以便焊接。

然而，緻密的集成微波电路组件也需要有无源元件。由于无源元件的尺寸大，因此，这种元件应用在微波电路模件中会使模件的面积或几何尺寸增大、并使造价增加。

用焊接法将现有的连接结构与集成微波电路模件装配在一起，这就不可能有效地减少工艺步骤的数量，也不能有效提高射频连接性能的可靠性。

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是，提供一种改进的集成微波电路模件。它不仅包含有源元件，也有无源元件，该模件有与其他模件或器件连接用的引出端、但其引出端不伸出，而允许用微波电路连接结构与外部连接，该微波电路连接结构有与模件引出端连接的特殊排列的接点。

根据本发明，现有技术中所述的有源元件和分立的许多基片以布线图形构成一个多层基片整体，因而避免了由连接造成的性能损坏，并减少了装配工艺步骤。

此外，可以避免因多个微波电路放置在一个公共外壳中产生的电路之间的耦合而引起的干扰，也避免外壳作为空腔而产生的共振，这是因为采用了屏蔽结构或一个包含有源元件的空腔结构，使外部电路统一地包含在内使之一体化和集成化，从而减少许多必须的安装层。这就减小了模件的尺寸和造价。

本发明使先进的MMIC技术可以用于迄今还不适合于组合成一体的无源元件，并实现了包括无源元件和连线的微波电路模件的大规模集成。

本发明还涉及包括以下结构的集成微波电路模件：

一种结构，该结构中包含一个在中间层部分上部的介质层，该中间层由作为元件装配位置的空腔构成，它用作射频信号传输，半导体元件，如MMIC安装在空腔内并用导电板（空腔结构）复盖已被清除的地表面部分。

一种结构，在该结构中用导电板实现了密封，以防止所安装的半导体单片受到来自外部（密封结构）的污染。

一种结构，该结构中在中间层部分有导线焊接区（元件安装表面），并通过许多VIA孔同下面的接地表面连接（以减小射频阻抗），VIA孔填充金属以减少相对于下层的热电阻，获得有效热辐射。一种结构，在该结构中在正下方局部发热部分，如在半导体单片的晶体管区设置VIA孔，使热电阻减小（单片安装结构，热VIA）。