專利名稱：一種集成耦合電橋的ltcc管殼的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種集成耦合式電橋的LTCC管殼，屬于射頻微波技術領域。
背景技術：
平衡式電路是射頻微波領域的常見電路，應用較多的包括平衡式低噪聲放大器、平衡式限幅放大器和平衡式功率放大器等。平衡式電路的優點在于1.改善駐波對于低噪聲放大器和功率放大器,輸入輸出駐波通常較差,米用平衡式結構后，電路駐波將顯著提高；2.提高可靠性當平衡式電路中的一個支路出現損壞時，電路不會立即失效，僅表現為增益下降，性能惡化。但是平衡式電路必須用到3db電橋。其中，小功率的3db電橋可以使用刻蝕工藝集成在射頻、微波芯片上。但是承受百瓦級以上大功率的電橋，則需要采用LTCC (LowTemperature Co-Fired Ceramic,低溫共燒陶瓷)工藝或 PTFE (Poly Tetra FluoroeThylene，聚四氟乙烯)工藝制備。射頻、微波工程師需分別選購大功率電橋和有源器件來搭建平衡式電路，這導致電路尺寸較大、成本較高。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是針對背景技術中平衡式電路尺寸較大、成本較高的問題，采用LTCC工藝將耦合式電橋集成到管殼中，使得大功率的平衡式電路可以由一個體積較小的密封器件實現，減小了電路尺寸、節約了成本、提高了可靠性。本實用新型為解決上述技術問題采用以下技術方案—種集成稱合電橋的LTCC管殼,包括用于放置微波電路的殼體、用于封閉殼體的管帽、安裝在殼體底部的金屬襯底，焊接在金屬襯底上方的有源電路，在所述殼體的兩個側壁內集成采用LTCC工藝制作的兩個寬邊耦合電橋，所述寬邊耦合電橋的端口分別與管殼端口、管殼內的有源電路相連，構成平衡式電路結構；其中，所述寬邊耦合電橋為傳輸線定向耦合器，包括填充介質、兩根傳輸導線，其中所述填充介質的上下表面均覆蓋金屬接地面，所述兩根傳輸導線近距離平行放置在填充介質中，利用兩根傳輸導線間電磁場相互作用形成的功率耦合，實現功率的傳遞；所述兩根傳輸導線的線寬及彼此的線間距需滿足寬邊耦合電橋中與有源電路相連接的兩個端口的信號幅度相等，并且相位相差90度。作為本實用新型的一種集成耦合電橋的LTCC管殼的進一步優化方案，所述有源電路采用金絲鍵合的方式與殼體側壁內寬邊耦合電橋的引出端構成電氣連接。作為本實用新型的一種集成耦合電橋的LTCC管殼的進一步優化方案，在殼體的底部設置有均勻分布的η個通孔，所述金屬襯底通過所述η個通孔向外界散熱，η為大于I的自然數。[0013]作為本實用新型的一種集成耦合電橋的LTCC管殼的進一步優化方案，所述兩個寬邊耦合電橋分為第一耦合電橋、第二耦合電橋；其中第一耦合電橋具有兩個輸出端、一個輸入端、一個隔離端；第二稱合電橋具有一個輸出端、兩個輸入端、一個隔離端；所述第一率禹合電橋的輸入端、隔離端分別與管殼一側的兩個端口連接，所述第一稱合電橋的兩個輸出端分別與有源電路的輸入端連接；所述有源電路的輸出端分別與第二耦合電橋的兩個輸入端連接，所述第二耦合電橋的輸出端、隔離端分別與管殼另一側的兩個端口連接。本實用新型采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果I)可減小電路體積，提高系統集成度。2)制備管殼時，同時獲得耦合電橋，節約成本。3)減少元件數量，提高可靠性。
圖1是本實用新型的管殼三維結構示意圖；圖2是采用本實用新型管殼的限幅放大電路剖視圖；圖3是采用本實用新型管殼的限幅放大電路俯視圖；圖4是寬邊耦合電橋剖面圖。圖中標號1-管殼端□ ;2_ f禹合電橋；3-有源電路；4-金屬襯底；5-管帽；6-LTCC管殼；7-接地通孔；8-填充介質；9_傳輸導線；10_接地面。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的技術方案做進一步的詳細說明如圖1所示，本實用新型在制作時，在管殼的兩個側壁內分別用LTCC工藝制作寬邊耦合電橋2。管殼內部空間可根據需要放置微波電路。管殼和微波電路間采用微組裝工藝連接。管殼不僅實現了對微波電路的密封，本實用新型中的微波電路可以是有源電路，其中，寬邊I禹合電橋2的端口分別與管殼端口1、管殼內的有源電路相連，還以一個獨立器件的方式實現了平衡式電路的功能。節約了電路尺寸，減低了成本。如圖2所示，本實用新型提出一種集成耦合電橋的LTCC管殼，包括用于放置微波電路的殼體6、用于封閉殼體的管帽5、安裝在殼體底部的金屬襯底4，焊接在金屬襯底上方的有源電路3，在所述殼體的兩個側壁內分別采用LTCC工藝制作寬邊耦合電橋2。有源電路采用金絲鍵合的方式與殼體側壁內寬邊耦合電橋2的引出端構成電氣連接；在殼體的底部設置有均勻分布的η個通孔7，金屬襯底通過通孔向外界散熱，η為大于I的自然數。兩個寬邊耦合電橋分為第一耦合電橋、第二耦合電橋；其中第一耦合電橋具有兩個輸出端、一個輸入端、一個隔離端；第二I禹合電橋具有一個輸出端、兩個輸入端、一個隔離端；所述第一耦合電橋的輸入端、隔離端分別與管殼一側的兩個端口連接，所述第一耦合電橋的兩個輸出端分別與有源電路的輸入端連接；所述有源電路的輸出端分別與第二耦合電橋的兩個輸入端連接，所述第二耦合電橋的輸出端、隔離端分別與管殼另一側的兩個端口連接。兩根傳輸導線的線寬及彼此的線間距需滿足第一耦合電橋中與有源電路相連接的兩個輸出端口的信號幅度相等，并且相位相差90度，由此構成平衡式電路結構。如圖2和圖3所示，一個承受連續波功率200W的S波段限幅放大器可以被集成到12mmX12mmX3· 2 mm的管殼中，在微波管殼制造時采用LTCC工藝集成稱合式電橋,管殼能達到氣密要求。有源電路可以采用微組裝的方法安裝在管殼內部的金屬襯底上，并采用金絲鍵合的方式與管殼內的電橋構成電氣連接；金屬襯底安裝在管殼內，通過通孔外界散熱。該管殼是密封式結構，用戶可以采用表貼的形式把封裝了有源電路的管殼安裝在系統中，使用方便、可靠性高，同時還降低了成本。而實現同樣功能的傳統的限幅放大器，約為本方案的兩倍，且電路沒有實現密封；如果系統有密封要求，電路尺寸還要增加。如圖4所示，寬邊耦合電橋為傳輸線定向耦合器的一種結構形式，包括填充介質8、兩根傳輸導線9，其中所述填充介質的上下表面均覆蓋金屬接地面10，所述兩根傳輸導線近距離平行放置在填充介質中，利用傳輸線間電磁場相互作用形成的功率耦合，實現功率的傳遞；寬邊耦合電橋的設計過程，首先選定介質材料，根據材料的介電常數分析耦合線的奇偶模特性并計算特征阻抗，然后根據奇偶模特征阻抗并參考寬邊耦合電橋設計數據手冊，得到傳輸線寬和線間距，使耦合電橋輸出兩端口的信號幅度相等，并且相位相差90度；本實用新型通過將其集成在LTCC管殼的兩個側壁內，將電橋端口與LTCC管殼端口和殼體內部的有源電路相連，共同 構成了平衡式電路結構。
權利要求1.一種集成稱合電橋的LTCC管殼,包括用于放置微波電路的殼體、用于封閉殼體的管帽、安裝在殼體底部的金屬襯底，焊接在金屬襯底上方的有源電路，其特征在于在所述殼體的兩個側壁內集成采用LTCC工藝制作的兩個寬邊耦合電橋，所述寬邊耦合電橋的端口分別與管殼端口、管殼內的有源電路相連，構成平衡式電路結構；其中，所述寬邊耦合電橋為傳輸線定向耦合器，包括填充介質、兩根傳輸導線，其中所述填充介質的上下表面均覆蓋金屬接地面，所述兩根傳輸導線近距離平行放置在填充介質中，利用兩根傳輸導線間電磁場相互作用形成的功率耦合，實現功率的傳遞；所述兩根傳輸導線的線寬及彼此的線間距需滿足寬邊耦合電橋中與有源電路相連接的兩個端口的信號幅度相等,并且相位相差90度。
2.根據權利要求1所述的一種集成耦合電橋的LTCC管殼，其特征在于所述有源電路采用金絲鍵合的方式與殼體的兩個側壁內寬邊耦合電橋的引出端構成電氣連接。
3.根據權利要求1所述的一種集成稱合電橋的LTCC管殼,其特征在于在殼體的底部設置有均勻分布的η個通孔，所述金屬襯底通過所述η個通孔向外界散熱，η為大于I的自然數。
4.根據權利要求1所述的所述一種集成耦合電橋的LTCC管殼，其特征在于所述兩個寬邊耦合電橋分為第一耦合電橋、第二耦合電橋；其中第一耦合電橋具有兩個輸出端、一個輸入端、一個隔離端；第二稱合電橋具有一個輸出端、兩個輸入端、一個隔離端；所述第一率禹合電橋的輸入端、隔離端分別與管殼一側的兩個端口連接，所述第一稱合電橋的兩個輸出端分別與有源電路的輸入端連接；所述有源電路的輸出端分別與第二耦合電橋的兩個輸入端連接，所述第二耦合電橋的輸出端、隔離端分別與管殼另一側的兩個端口連接。
專利摘要本實用新型公開了一種集成耦合電橋的LTCC管殼，包括用于放置微波電路的殼體、用于封閉殼體的管帽、安裝在殼體底部的金屬襯底，焊接在金屬襯底上方的有源電路，在所述殼體的兩個側壁內集成采用LTCC工藝制作的兩個寬邊耦合電橋，所述寬邊耦合電橋的端口分別與管殼端口、管殼內的有源電路相連，構成平衡式電路結構；有源電路采用金絲鍵合的方式與管殼內的耦合電橋引出端構成電氣連接；用戶可以采用表貼的形式把封裝了有源電路的管殼安裝在系統中。本實用新型是針對提高電路集成度提出的,可以大幅減小電路體積、降低器件成本、提高電路可靠性。
文檔編號H03F1/00GK202888384SQ20122060952
公開日2013年4月17日 申請日期2012年11月19日 優先權日2012年11月19日
發明者向虎, 許慶, 張海峰, 梁慶山, 施小翔 申請人:南京國博電子有限公司