прилегали к поверхности полоскового проводника. Затем на места паек выводов навесных элементов наносится спирто-канифольный флюс, который выдерживается на воздухе для удаления спирта. Иначе при пайке возможно его -кипение, что приведет к отслоению полоскового проводника.

Время контакта жала паяльника с проводником при пайке не должно превышать 2-5 сек. Для пайки используется припой ПОСК-50. Нельзя давить жалом паяльника на проводник, так как образуются вмятины в диэлектрической плате и разрыв полоскового проводника. После напайки навесных элементов устанавливают нагрузочные сопротивления, которые приклеиваются к плате.

Поверх нагрузочного сопротивления накладывается конденсаторная бумага, размеры которой несколько больше размеров сопротивления. Эта бумага приклеивается по периметру к плате. Сушка ведется на воздухе при комнатной температуре.

Следующий этап сборки - установка коаксиально-по-лосковых переходов, которые крепятся к плате с полос-ковыми проводниками так, чтобы контактный лепесток располагался симметрично относительно оси полоскового проводника, не выходил за его границы и плотно прилегал к его поверхности.

После этого на плату с полосковыми проводниками накладывается плата-крышка, сборка закрепляется соединительными винтами и в гнезда сборки устанавливаются детектородержатели.

На этом предварительную сборку полоскового устройства заканчивают. Последующая настройка производится на универсальных измерительных стендах. Настроенное полосковое устройство поступает на окончательную сборку. При этом плата-крышка снимается вместе с детектородержателями. Контуры навесных элементов заливаются клеем. Затем плата-крышка выдерживается в парах этилбензола.

Под действием паров этилбензола поверхность диэлектрика размягчается. При наложении платы-крышки на плату с полосковыми проводниками и выдержке под давлением происходит их неразъемное соединение. Полосковые проводники располагаются внутри монолитного диэлектрика. Такое соединение устраняет влияние воздушных зазоров на электрические характеристики ус-

тройства, возможное при стягивании их винтами, и уве-- личивает механическую прочность.

Для экранирования собранного полоскового устройства торцы пакета промазывают токопроводящим клеем, состоящим из этилцеллозольва с мелкодисперсным серебром в качестве наполнителя.

Собранное полосковое устройство после экранирования поступает на контроль электрических характеристик. Затем осуществляют заливку пенополиуританом ПУ-3. Обезжиренный и высушенный узел покрывают тонким слоем клея ПУ-2.

Перед заливкой форма и узел прогреваются до 50° С. Залитая форма помещается в термостат и выдерживается там при 60° С в течение 8-10 ч, после чего охлаждается на воздухе.

Завершается процесс сборки контролем электрических характеристик.

Рассмотренный процесс сборки характерен для конструкций полосковых устройств с диэлектрическими пластинами, внешняя поверхность которых залита пенополиуретаном. Существует и другое конструктивное оформление полосковых устройств - скрепленные винтами платы с металлическими пластинами или пластинами из стеклотекстолита, расположенными на внешних поверхностях узла для обеспечения его механической прочности (рис. 5.8). В этом случае процесс сборки упрощается и сводится к комплектации пакета пластин и их взаимной фиксации винтами.

Рис. 5.8. Симметричный полосковый волновод:

1,4- металлические пластины; 2, 3 - диэлектрические пластины; 5 - крепежные вннты; 6 - коакснально-по-лосковый переход

§ 5.3. КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МИКРОМИНИАТЮРНЫХ ПОЛОСКОВЫХ ВОЛНОВОДОВ

Размеры полосковых волноводов удается сделать малыми, если использовать для заполнения пространства между полосковыми проводниками диэлектрик с высокой диэлектрической проницаемостью. К материалу диэлектрической подложки микроминиатюрных полосковых волноводов предъявляются следующие требования:

1) малые потери на СВЧ;

2) хорошая адгезия с проводниками;

3) высокая диэлектрическая проницаемость;

4) воспроизводимость диэлектрической проницаемости от партии к партии и в пределах каждой подложки;

5) высокий класс чистоты поверхности (V 13 -V 14) и малое количество пор;

6) подложка не должна деформироваться при циклическом изменении температуры при изготовлении микросхемы;

7) материал должен обладать высокой теплопроводностью для рассеивания больших мощностей.

В микроминиатюрных полосковых волноводах электромагнитное поле сосредоточено в диэлектрической подложке. Поэтому диэлектрическая проницаемость должна быть однородной в пределах одного волновода и от партии к партии, чтобы не нарушать однородность волновода. Следовательно, в диэлектрике недопустимы раковины и поры.

Если температура микроминиатюрного полоскового волновода меняется в широких пределах, то при использовании материалов с высокой диэлектрической проницаемостью и низкой точкой Кюри значительно изменяются электрические характеристики. Так, изменение резонансной частоты четвертьволнового полоскового резонатора

/о 2 е

где е - диэлектрическая проницаемость.

Если термические коэффициенты линейного расширения материала проводника и диэлектрика резко различаются, то с изменением температуры возможно разрушение полоскового волновода.

При выборе диэлектрика следует предусмотреть его устойчивость к воздействию растворов, применяемых для изготовления полоскового волновода.

Из этих требований следует, что выбор материала для подложки сильно ограничен. В табл. 5.6 приведены характеристики диэлектриков, применяемых при производстве микроминиатюрных полосковых волноводов в качестве материала подложек.

Таблица 5.6

Материал подложки

Е 10 Ггц при 20° С

tg 510 Ггц

при 20° С

Сапфир ........

Поликор 99,8% АЬОз . . Сапфирит 98% АЬОз . . Керамика ГМ 99,6%

АЬОз........

Керамика 22ХС 94,4%

АЬОз........

Керамика А-995 99,8%

AI2O3........

Микролит 99,4% AI2O3 Брокерит 99,7% Ве204

Кварц .........

Ситалл КП-10 ....

Ситалл КП-15.....

Кремний ........

Арсинид галпя .....

Ферриты........

9,9 9,8 9,3-9,6

3,78 10 15

11,7 13,3

ЫО-4 ЫО-4 1 • 10-4

1 • 10-4 5-10-4

1-10-4 4-10-4

6-10-4

ЫО-4 5-10-4 5-10-4 0,015

0,01-0,001

Теплопроводность, Ka.ijCM град

0,06 0,060,09 0,05-0,06

0,04-0,06

0,032

0,042 0,4

0,007 0,007 0,37 0,1

Выбор материала проводников производится одновременно с выбором материала подложки с учетом адгезии проводника к подложке. Проводники должны иметь:

1) малое удельное сопротивление;

2) толщину, равную 3-5 скин-слоям, для уменьшения потерь в волноводе;

3) коррозионностойкость;

4) плотность и беспористосгь;

5) постоянные свойства в диапазоне температур;

6) возможность присоединения внешних проводников сваркой или пайкой.

Лучший проводник -серебро (табл. 5.7) имеет высокую степень миграции атомов по поверхности подложки и быстро покрывается пленкой сернистых соединений.

Серебро применяется в основном в составе проводящих паст при толстопленочной технологии (щелкографии). При этом высокая миграционная способность атомов серебра способствует созданию высокопроводящих, хорошо сцепленных с подложкой проводников. Когда требуется создать схему, имеющую малые зазоры, серебро не применяется, так как на ней с течением времени появляются дендриты серебра (особенно при циклическом изменении окружающей температуры), которые могут привести к короткому замыканию проводников.

Медь характеризуется плохой адгезией к подложке. Для улучшения адгезии меди применяется подслой из хрома, ванадия, титана и других материалов, имеющих хорошую адгезию к подложке, но высокое электрическое сопротивление. Толщина такого подслоя выбирается равной нескольким сотням ангстрем, с тем чтобы не увеличивать заметно сопротивление проводника рис. 5.9. Медь легко окисляется на воздухе, поэтому при ее использовании необходимо применять защитные покрытия.

Золото тоже имеет плохую адгезию и применяется с подслоем. Оно отличается очень высокой коррозионной стойкостью, легко паяется, сваривается. Однако создавать проводники толшиной в 3-5 скин-слоев, что дает на частоте в 1 Ггц толщину 8-13 мкм, сложно и дорого.

Электрическое сопротивление алюминия всего в 1,6 раза больше, чем у меди. Между тем адгезия у алюминия к керамике на основе AI2O3 очень хорошая. Но вопросы создания толстых слоев алюминия недостаточно изучены.

Поэтому используют только два материала: медь и золото.

В качестве резисторов применяются пленки хрома, нихоома. тантала, керметов и т. д.

О -0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

t, мнм

Рис. 5.9. Прирашение затухания в несимметричном полосковом волноводе в зависимости от толщины подслоя хрома

Характеристики резистивных пленок приведены в табл. 5.8.

Таблица 5.8