КОНСТРУКЦИЯ ТОНКОПЛЕНОЧНОГО ЧИП РЕЗИСТИВНОГО ВЧ-АТТЕНЮАТОРА
DESIGN OF THIN-FILMED CHIP RESISTIVE HF-ATTENUATOR

Изобретение относится к области электроники и может быть использовано при изготовлении ЧИП резистивных высокочастотных (ВЧ) аттенюаторов.
Известна конструкция ЧИП резистивного ВЧ-аттенюатора фирмы Aeroflex, например модель PCA-YX [1]. Она выполнена по Т-образной схеме и состоит из керамической платы, на одной из сторон которой нанесены резистивная пленка ВЧ-аттенюатора и проводящие контактные площадки к резистивной пленке. Контактные площадки представляют собой узкие полоски металлизации, покрытые припоем. Обратная сторона платы не металлизируется.
Достоинством такой конструкции является простота изготовления, требующая минимальное количество наносимых слоев, в частности: 1 - резистивный слой, 2 - слой металлизации, 3 - слой припоя, покрывающий металлизацию.
Недостатком данной конструкции является недостаточно высокая мощность рассеивания тепла, выделяемого резисторами аттенюатора. Это обусловлено тем, что отвод тепла осуществляется через узкие контактные площадки. Для увеличения отвода тепла необходимо увеличивать контактные площадки, в идеале на всю поверхность ЧИП аттенюатора. Однако при этом существенно сократится площадь резистивной пленки и увеличится удельная рассеиваемая мощность на ней, что в ряде случаев недопустимо.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) к заявляемому является конструкция ЧИП резистивного ВЧ-аттенюатора фирмы EMC Technology [2]. Модель 83-3995-ХХ.ХХ состоит из керамической платы, на одной из сторон которой (лицевой) нанесены резистивная пленка ВЧ-аттенюатора и узкие проводящие контактные полоски к резистивной пленке. На обратной стороне платы нанесены контактные площадки, соединенные с контактными площадками на лицевой стороне платы металлизацией, выполненной по торцам платы.
Достоинством такой конструкции является увеличенный размер контактных площадок на обратной стороне платы, что позволяет отводить больше тепла, рассеиваемого резистивной пленкой, на печатную плату, на которую этот ЧИП аттенюатор припаивается.
Недостатками такой конструкции являются: 1 - необходимость усложнения технологии изготовления, в частности за счет дополнительных операций по металлизации торцов платы (данная операция производится на отдельных ЧИП аттенюаторах, тем самым увеличивается трудоемкость изготовления); 2 - достаточно невысокая рассеиваемая мощность ЧИП аттенюатора, обусловленная тем, что тепло, выделяемое резистивной пленкой, передается к контактным площадкам на обратной стороне платы через расстояние, обусловленное толщиной платы (тем самым снижается рассеиваемая удельная мощность ЧИП аттенюатора).
Задачей изобретения является увеличение рассеиваемой мощности и упрощение технологии изготовления резистивного ВЧ-аттенюатора.
Поставленная задача достигается тем, что в резистивном ВЧ-аттенюаторе, состоящем из керамической платы и нанесенных на нее резистивного и электропроводящего слоев, согласно изобретению первым выполнен резистивный слой, при этом на нем размещен электропроводящий слой, выполненный в виде узких контактных площадок, третьим является диэлектрический слой с окнами, размещенными в местах узких контактных площадок, четвертым является электропроводящий слой, соединяющийся через окна с узкими контактными площадками второго слоя и выполненный в виде контактных площадок увеличенной площади.
На чертеже схематично представлен поэтапный процесс создания аттенюатора, где 1 - теплопроводная керамическая плата, 2 - резистивная пленка, 3 - узкие контактные площадки, 4 - диэлектрическая пленка, 5 - увеличенные контактные площадки.
Предлагаемое устройство представляет собой теплопроводную керамическую плату с нанесенной на поверхность резистивной пленкой и узкими контактными площадками к резистивной пленке. Резистивная пленка покрывается диэлектрической пленкой, например из двуокиси кремния, окиси алюминия, нитрида алюминия, моноалюмината неодима и т.п., в которой вскрываются окна к узким контактным площадкам. После чего на всю поверхность платы наносится металлизация и методами фотолитографии формируются контактные площадки с увеличенной площадью. Тем самым увеличивается отвод тепла от резистивной пленки на увеличенные контактные площадки. По сравнению с прототипом увеличивается удельная рассеиваемая мощность ЧИП аттенюатора, так как тепло, выделяемое резистивной пленкой, передается к контактным площадкам через тонкую диэлектрическую пленку, а не через толстую плату, как в прототипе. Технология изготовления такого ЧИП ВЧ-аттенюатора проще технологии изготовления аттенюатора по прототипу, так как не требует металлизации торцов отдельных плат, производимой после их изготовления. В нашем случае используется групповая технология изготовления ЧИП резистивных ВЧ-аттенюаторов на подложках большой площади, после чего производится резка подложки на отдельные платы, тем самым снижается трудоемкость изготовления.
В качестве примера по предложенной конструкции был изготовлен ЧИП резистивный ВЧ-аттенюатор с габаритными размерами, аналогичными размерам ЧИП аттенюатора модели 83-3995-18.00 фирмы EMC Technology.
В ходе оценочных испытаний были получены следующие результаты (таблица).
Как следует из таблицы, разработанный ВЧ-аттенюатор имеет при одинаковых габаритных размерах более высокую мощность рассеивания и более низкую трудоемкость изготовления.
Источники информации
1. Aeroflex products. URL: http://www.aeroflex-inmet.com/inmet/micro-inmet-powerfilm-attenuator.cfm.
2. EMC products. URL: http://www.emc-rflabs.com/Passive-Components/Attenuators/Chip.