Brevet FR2027034A1 — publié le 19700925

-1- 2027034 On s'accorde à reconnaître qu'aux très hautes fréquences ou aux hyperfréquences, un transistor à emballage coaxial bien conçu se comporte mieux que ceux montés dans d'autres emballages, tels que les emballages en matière plastique moulés, les émbal-5 lages hermétiques à lignes de bande céramique-métal et les emballages à boîtier sur embase . La supériorité des performances des dispositifs à emballage; coaxial est due aux faibles valeurs des capacités et des inductances parasites et à l'excellent isolement entre les cir-10 cuits d'entrée et de sortie que permet la disposition coaxiale. Les dispositifs à emballage coaxial sont destinés aux circuits à lignes coaxiales et peuvent facilement être connectés à ceux-ci . Toutefois, il est souvent préférable d'utiliser d'autres types de circuits hyperfréquence dans certaines applications 15 particulières . Ces autres types de circuits comprennent les circuits à constantes localisées, les micro-bandes et les lignes de bande pour lesquelles les types d'emballage de transistor énumé-réa ci-dessus, autre que le type coaxial, ne sont pas facilement adaptables • 20 L'invention a pour.objet un circuit hyjerfréquences perfec tionné qui comprend une plaquette de métal ayant deux faces opposées dont chacune porte un segment, au moins, d'une ligne de transmission hyperfréquence comprenant un mince ruban de .métal collé à une feuille de matière diélectrique. Lorsqu'on utilise 25 des lignes de bande, les faces de la plaquette servent de plans de masse pour les lignes de transmission. Lorsqu*on utilise des circuits à lignes de bande, les plans de masse sont des rubans de métal collés aux faces opposées de la feuille de matière diélectrique . 30 La plaquette de métal comporte des moyens permettant de mon ter xin dispositif à emballage coaxial, de façon que les terminaisons du dispositif soient connectées aux segments de la ligne de transmission . Ces moyens comprennent une ouverture s*étendant à travers la plaquette et une rondelle de céramique, ayant de 35 bonnes propriétés diélectriques et de bonnes propriétés de conduction de la chaleur, logée dans l'ouverture. Le dispositif à emballage coaxial est monté à l'intérieur de 11ouverture de la rondelle . 7 69 44576 "2" 2027034 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention rassortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence au d.essin annexé , dans lequel : 5 - La Fig.1 est une vue en plan d'un circuit hyperfréquences conforme à la présente invention; La Fig.2 est tin plan par dessous du circuit de la Fig.1; La Fig.3 est tune vue en perspective d'un transistor à emballage coaxial; et,* 10 - La Fig.4 est une vue, partiellement en coupe, suivant la ligne 4-4 de la Fig.1. Les 3Tig.1, 2 et 4 montrent comment l'invention peut ttre incorporée dans un amplificateur hyperfréquence typique. Ce circuit peut comprendre une plaquette métallique relativement mince 15 2 ayant une face supérieure 4 qui sert de support à une mince bande de matière diélectrique 6 . Cette matière diélectrique peut Ôtre tin composé téflon-fibres de verre ou une autre résine synthétique appropriée . Sur la face supérieure de la bande diélectrique 6 est appliqué un ruban de métal 8 . La combinaison de la 20 face supérieure 4 de la plaquette métallique, de la bande diéleS La face inférieure 10 de la plaquette métallique 2 porte 25 la section d'entrée du circuit d'amplification hyperfréquences. A l'instar de la section de sortie décrite ci-dessus, cette section d'entrée comprend une bande de matière diélectrique 12 collée à la face inférieure 10 et un ruban de métal 14 collé à la bande diélectrique 12 . La face inférieure 10 de la plaquette 30 métallique constitue le plan de masse du circuit de la section d'entrée du circuit . De préférence, les sections d'entrée et de sortie du circuit hyperfréquences s * étendent suivant des directions opposées au-dessus de la plaquette métallique 2 pour réduire le couplage. 35 Un emballage de transistor coaxial qui doit Ôtre monté dans le circuit hyperfréquences qui vient d'être décrit est représenté sur la ï"ig.3. L'emballage 16 renferme tin transistor(non-représenté) avec son émetteur, sa base et son collecteur. L*e*- 69 44576 -3- 2027034 hallage d'enrobage comprend un goujon métallique supérieur 10 qui est relié au collecteur du transistor.. Le goujon 18 est scellé à un premier manchon de céramique 20 qui isole le collecteur de la connexion de base . A l'extrémité inférieure du man-5 chon de céramique est scellée une bride de métal 22 qui est connectée à l'intérieur de l'emballage à la base du transistor.Un second manchon de céramique 24 est scellé â la face inférieure de la bride 22, Oe second manchon isole lai connexion de base de la connexion d'émetteur. A la face inférieure du' second manchon 10 de céramique 24 est scellé un capuchon de métal 26 qui est relié à i'émetteur du transistor . Pour monter le transistor 16 de façon qu'il puisse ttre connecté aux sections d'entrée et de sortie du circuit, une ouverture circulaire 28 est percée -dans la plaquette métallique 15 20 entre sa face supérieure 4 et sa face inférieure 10. L'ouverture 28 a un profilébagé, sa partie inférieure $0 ayant un plus grand diamètre que sa partie supérieure « Cette partie 30 a exactement la grandeur voulue pour loger la bride 22 du transistor. Dans la partie supérieure de l'ouverture 28 est placée 20 une rondelle de céramique 32 percée d'une ouverture centrale 34-asses grande pour recevoir la partie inférieure du goujon métallique de collecteur 18 et le manchon de céramique 20 de l'emballage de transistdr . La rondelle de céramique 32 est faite d'une matière telle que l'oxyde de béryllium ou le nitrure de bore, qui 25 est à la fois bonne conductrice de la chaleur et un bon isolant. Les dimensions de la rondelle 32 peuvent avantageusement Stre telles que la différence entre ses diamètres intérieur et extérieur n'est qu'environ la moitié des dimensions correspondantes de la bride 22, liais la manière dont les dimensions optimales sont choi-30 sies sera indiquée plus loin . L'emballage de transistor 16 est connecté au circuit en le plaçant d'abord dans l'ouverture centrale 34 de la rondelle de céramique 32 de façon que le goujon de collecteur 18 s'étende vers le haut et que la bride 22 s'ajuste étroitement dans la par-35 tie de grand diamètre 30 de l'ouverture « On soude ensuite le ruban de métal 8 de la section de sortie du circuit au goujon de collecteur 18 . Onsrnde ensuite le ruban de métal 14 de la section d'entrée du circuit au capuchon d'émetteur 26. La bride 22 établit 69 44576 -4- 2027034 un contact électrique avec la plaquette de métal 2 . Pour décider du diamètre de la rondelle de céramique devant être utilisée, il convient de considérer l'impédance du circuit de sortie qui doit être utilisé et le diamètre du gou- 0 5 jon de collecteur du transistqr devant être introduit dans la rondelle . La partie de grand diamètre du goujon de collecteur 18 et la surface intérieure de l'ouverture 28 forment ensemble une courte section d'une ligne coaxiale • L'impédance de cette section de ligne doit être approximativement égale à l'impédan-10 ce du circuit de sortie . Le rapport des diamètres de la rondelle de céramique 32 et de la partie de grand diamètre du goujon 18 doit donc être choisi de façon à obtenir 1*impédance voulue. Ainsi vient d'être décrit un emballage coaxial qui est adapté à être utilisé avec des lignes de bande de manière à ob-15 tenir de bonnes conditions de conduction de la chaleur . La rondelle de céramique et la plaquette métallique dissipent rapidement la chaleur dégagée par le transistor . De plus, étant donné que les sections d'entrée et de sortie du circuit peuvent être largement espacées, les interac-20 tions sont réduites à un «1 ni mm • 69 44576 -5- 2027034 - EEVENDICATIGNS - - 1.- Circuit électronique hyperfréquences qui comprend une plaquette de métal ayant des faces opposées, des lignes de transmission hyperfréquences comprenant une mince feuille de métal et 5 une feuille de matière diélectrique reliées ensemble et qui sont montées sur lesdites faces opposées et des moyens, dans ladite plaquette pour y monter un dispositif à emballage coaxial, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent une ouverture s'étendant à travers ladite plaquette entre lesdites faces opposées, 10 une rondelle cylindrique logée dans ladite ouverture, cette rondelle étant constituée par une céramique ayant à la fois de bonnes propriétés diélectriques et de conduction de la chaleur,la dite rondelle étant percée d'une ouverture centrale adaptée à recevoir ledit dispositif, lesdites lignes de transmission étant 15 disposées respectivement de façon que l*une de leurs extrémités puisse être connectée à des terminaisons opposées dudit dispositif . 2.- Circuit électronique selon la revendication 1 dans lequel ladite plaquette métallique est relativement mince, un dispositif 20 à emballage coaxial étant monté dans ladite ouverture de la rondelle, ce dispositif ayant des terminaisons à ses extrémités opposées et des moyens connectant lesdites lignes de transmission auxdites terminaisons . Circuit électronique selon la revendication 2 dans lequel 25 ladite rondelle de céramique est faite d1oxyde de béryllium.