KOAXIAL-KOPLANAR-MIKROWELLEN-ÜBERGANG

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Mikrowellen-Übergang von einer Koxialleitung auf ein Koplanar-Leitungssystem.

[0002] Mikrowellenschaltungen werden heute vielfach in planarer Wellenleitungstechnik ausgebildet. Zur Verbindung dieser integrierten Mikrowellenschaltungen mit anderen Funktionseinheiten und -geräten muss wieder auf Koaxialleitungen übergegangen werden. Dazu sind entsprechende Mikrowellen-Übergänge erforderlich, die für viele Anwendungen sehr breitbandig sein sollen und möglichst geringe Reflexion und Durchlassdämpfung aufweisen sollen.

[0003] Die bisher üblichen Übergänge erreichen dies nur mangelhaft. Die Verwendung eines hülsenartigen Kontaktschuhs, der auf den Innenleiter der Koaxialleitung aufgesteckt und über einen Vorsprung mit dem Mittelleiter des Koplanar-Leitungssystems verbunden wird (beispielsweise nach DE 103 13 590 A1 bzw. US 6,774,742 B1) führt zu einem abrupten Übergang des Feldbildes und damit zu starken Reflexionen bzw. schlechter Anpassung für breitbandige Anwendungen. Außerdem ist die Koaxialleitung von dem Koplanar-Leitungssystem mechanisch und thermisch schlecht entkoppelt. Gleiches gilt für bekannte Lösungen, bei denen der Innenleiter der Koaxialleitung stark verjüngt und unmittelbar auf den Mittelleiter des Koplanar-Leitungssystems aufgesetzt wird (z. B. US 5,570,068 bzw. US 5,897,384).

[0004] Das Dokument von NHAN E ET AL: "RADIO-FREQUENCY CONNECTOR AND INTERCONNECT RELIABILITY IN SPACEBORN APPLICATIONS" IEEE TRANSACTIONS ON COMPONENTS, PACKAGING AND MANUFACTURING TECHNOLOGY: PART A, IEEE SERVICE CENTER, PISCATAWAY, NJ, US, Bd. 18, Nr. 1, 1. März 1995 (1995-03-01), Seiten 163-168, XP000493565 ISSN: 1070-9886, offenbart einen Übergang mit den Merkmalen von dem ersten Teil des Anspruchs 1.

[0005] Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen breitbandigen Mikrowellen-Übergang der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der sowohl bezüglich Reflexion als auch Dämpfung optimal ist und vor allem auch eine gute mechanische und thermische Entkopplung zwischen der Koaxialleitung und dem Koplanar-Leitungssystem gewährleistet.

[0006] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

[0007] Gemäß der Erfindung erfolgt die Verbindung zwischen dem Innenleiter der Koaxialleitung und dem Mittelleiter des Koplanar-Leitungssystems über ein ein- oder beidseitig metallisiertes Folienstück aus elastischem Isoliermaterial, wobei sich an den runden Innenleiter der Koaxialleitung ein Koaxialleitungssystem mit planarem Innenleiter anschließt, dem ein Übergangsabschnitt auf das Koplanar-Leitungssystem folgt. Damit wird ein kontinuierlicher Übergang des koaxialen Feldes in ein koplanares Feldbild erreicht und somit eine reflexionsfreie Anbindung eines Koplanar-Leitungssystems an eine Koaxialleitung, von der aus über geeignete Koaxialstecker und Koaxialkabel die Verbindung zu anderen Mikrowellengeräten hergestellt werden kann.

[0008] Aufgrund der elastischen Eigenschaften der metallisierten Folie ist außerdem eine gute mechanische Entkopplung zwischen dem koaxialen Innenleiter und dem koplanaren Leitungssystem sichergestellt, ebenso eine gute thermische Entkopplung, vor allem dann, wenn im Sinne einer Weiterbildung der Erfindung der eigentliche Übergangsabschnitt zwischen Koaxialsystem mit planarem Innenleiter und dem Koplanar-Leitungssystem ebenfalls unmittelbar auf der metallisierten Folie ausgebildet wird und die Ränder der Folie in diesem Übergangsbereich unmittelbar am Außenleitergehäuse fixiert werden. In diesem Fall kann Wärme über den planaren Innenleiter zum Außenleiter abfließen und eine Erwärmung des Koplanar-Leitungssystems wird vermieden.

[0009] Ein erfindungsgemäßer Übergang ist außerdem sehr preisgünstig herstellbar, er besitzt geringe Fertigungstoleranzen, die Metallisierung auf der Folie kann durch fotolithographische Verfahren in der gewünschten Form aufgebracht werden und die Konturen der Kunststofffolie können durch Laserschneiden sehr genau gefertigt werden. Eventuelle Höhentoleranzen der miteinander verbundenen mechanischen Bauteile können ebenfalls über die flexible Folie ausgeglichen werden.

[0010] Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1

zeigt den Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Mikrowellen-Übergangs und zwar zum Übergang von einer Koaxialleitung auf ein Koplanar-Leitungssystem eines größeren Substrats,

Fig. 2

zeigt den zugehörigen Innenleiteraufbau,

Fig. 3

zeigt einen Längsschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels, bei dem der Übergang von planarem Innenleiter auf das Koplanar-Leitungssystem unmittelbar auf dem Folienstück erfolgt,

Fig. 4

zeigt den zu Fig. 3 zugehörigen Innenleiteraufbau,

Fig. 5

zeigen verschiedene Schnitte der Fig. 2 und 4,

Fig. 6

zeigt die diesen Schnitten nach Fig. 2 und 4 zugehörigen elektrischen Feldbilder,

Fig. 7

zeigt die unmittelbare Befestigung eines kleinen Mikrowellen-Chips auf der in Fig. 3 und 4 gezeigten Folie und

Fig. 8

zeigt schließlich die Art des Einbaus zur optimalen Wärmeabfuhr von diesem Chip nach Fig. 7 zum umgebenden Außenleitergehäuse.

[0011] Fig. 1 zeigt den Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines Mikrowellen-Übergangs zwischen einer Koaxialleitung 1 und einem auf der Oberseite eines Substrats 2 ausgebildeten Koplanar-Leitungssystems. Der im Querschnitt kreisrunde Innenleiter 4 der Koaxialleitung 1 ist in einer im Querschnitt kreisrunden Längsbohrung 5 eines Außenleitergehäuses 6 über Isolierstützen 7 konzentrisch sowohl axial als auch transversal fixiert. Die Stützen 7 sind in bekannter Weise so konzipiert, dass die zusätzlichen Kapazitäten, die aufgrund des eingebrachten Dielektrikums der Stützen entstehen, durch entsprechende Induktivitäten am Innenleiter kompensiert werden, die durch eine Reduzierung des Innenleiterdurchmessers realisiert sind.

[0012] Die Abmessungen der Koaxialleitung 1 sind so gewählt, dass sich ein Leitungswellenwiderstand von beispielsweise 50 Ohm ergibt und die Grenzfrequenz der ersten höheren Mode größer ist als die maximale Betriebsfrequenz. Am äußeren Ende dieses Koaxialleitungsstückes 1 kann ein nicht dargestellter Koaxialleitungsanschluss für eine beispielsweise flexible Koaxialleitung vorgesehen sein.

[0013] Am inneren Ende des runden Innenleiters 4 ist dieser auf einer Seite bis zur Mitte abgeflacht und auf dieser Abflachung 8 des runden Innenleiters 4 ist ein kurzes Folienstück 9 aus einem elastischen Isoliermaterial, beispielsweise Polyimid aufgesetzt, die auf ihrer der Abflachung 8 zugewandten Unterseite mit einer dünnen Goldschicht 10 beschichtet ist. Die Breite dieses planaren Innenleiters 9 des Koaxialleitungsabschnitts 11 innerhalb der Bohrung 5 ist so gewählt, dass der Grundmodus wieder einen Leitungswellenwiderstand von z. B. 50 Ohm ergibt. Die axiale Länge der Abflachung 8 bestimmt die Feldkompensation in diesem Bereich. Der Übergang vom planaren Innenleiter 9 des Koaxialleitungssystems 11 auf das Koplanar-Leitungssystem 3 erfolgt in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 unmittelbar über einen koplanaren Übergangsabschnitt 16 auf der Oberseite des Substrats 2. Eine andere Möglichkeit zur Befestigung des Folienstückes 9 besteht z. B. darin, den Innenleiter am Ende mit einem Schlitz zu versehen, in den das Folienstück eingesteckt wird.

[0014] Der in Fig. 1 und 2 auf dem Substrat 2 ausgebildete Übergangsabschnitt 16 besteht aus einem Mittelleiterabschnitt 12, der in geeigneter Form z. B. S-förmig, trapez- oder stufenförmig sich von der Breite des planaren Innenleiters 9 auf die Breite des Mittelleiters 13 des auf dem Substrat 2 ausgebildeten Koplanar-Leitungssystems 3 verjüngt. Auf das breitere Ende dieses Mittelleiterabschnittes 12 ist das Ende der auf der Unterseite des Folienstückes 9 aufgebrachten Metallschicht 10 aufgesetzt und damit galvanisch verbunden. Zu beiden Seiten dieses sich verjüngenden Mittelleiterabschnittes 12 sind Masseflächen 14, 15 des Koplanar-Leitungsssytems ebenfalls in geeigneter Form beispielsweise wiederum S-, trapez oder stufenförmig an diesen Mittelleiterabschnitt 12 herangeführt, so dass zwischen dem Mittelleiterabschnitt 12 und diesen Masseflächen 14, 15 in der Breite trichterförmig allmählich verjüngende Spalte entstehen, die schließlich in schmalen Spalten zwischen dem Mittelleiter 13 und den seitlichen Masseflächen 14, 15 des koplanaren Leitungssystems 3 übergehen. Die genaue Form des Mittelleiterabschnittes 12 und der von außen herangeführten Masseflächen 14, 15 muss je nach Anwendungsfall speziell optimiert werden.

[0015] Die Befestigung des auf der Unterseite metallisierten Folienstücks auf der Abflachung 8 bzw. an der Überlappung mit dem Mittelleiterteil 12 auf dem Substrat 2 erfolgt beispielsweise durch Schweißen oder Kleben, vorzugsweise sind auf der metallisierten Seite 10 der Folie 9 entsprechende Metall-Bumps vorgesehen, durch die mittels eines Thermokompressionsverfahrens eine mechanische und galvanische Verbindung zwischen der metallisierten Rückseite 10 der Folie und der Abflachung des Innenleiters 8 bzw. dem Übergangsabschnitt 12 hergestellt wird.

[0016] Die in den Schnitten A-A, C-C, D-D und F-F dargestellten elektrischen und magnetischen Feldlinien gemäß Fig. 6 zeigen, dass das koaxiale Feldbild aus Schnitt A-A beim Übergang auf Schnitt C-C nur geringfügig verformt wird. Beim Übergang von Schnitt C-C auf Schnitt D-D erfolgt ebenfalls eine nur geringfügige Veränderung des Feldbildes. Beim Übergang auf Schnitt F-F wird das Feld zunehmend um den Mittelleiter 12 des Koplanar-Leitungssystems 3 konzentriert. Dieser Übergang stellt lediglich eine kleine Störung dar, sodass insgesamt ein sehr reflexionsarmer Übergang von einem koaxialen Feld in ein koplanares Feld gegeben ist.

[0017] Im Beispiel nach Fig. 1 ist das Substrat 2 in einen Schlitz 17 des Gehäuses 6 eingeschoben, so dass der Außenleiter des Koaxialleitungssystems 11', 11 sich bis über den Übergangsbereich 16 fortsetzt. Die durch das Substrat 2 und den Schlitz 17 getrennten oberen und unteren Außenleiter-Gehäuseabschnitte müssen zumindest im Bereich des Übergangsabschnitts 16 durch entsprechende Durchkontaktierungen im Substrat galvanisch miteinander verbunden werden, damit im Übergangsbereich 16 der Außenleiter geschlossen bleibt, was für einen kontinuierlichen Feldübergang erforderlich ist.

[0018] Fig. 3 bis 5 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der eigentliche Übergangsbereich 16 zwischen planarem Innenleiter 9, 10 und koplanarem Leitungssystem 3 auf einer Verlängerung der Folie 9 ausgebildet ist. Der Übersichtlichkeit halber sind die Darstellungen der Fig. 3 und 4 gegenüber denjenigen nach Fig. 1 und 2 um 180° um die Längsachse gedreht. Das schmale Folienstück 9 mit seiner in diesem Fall auf der Oberseite aufgebrachten Metallkaschierung 10 verbreitert sich im Bereich 16 auf mehr als den Innendurchmesser der Außenleiter-Bohrung 5, die Ränder dieses verbreiterten Folienstücks sind in Längsschlitzen 28 des Außenleitergehäuses 6 eingesetzt, wie dies der Schnitt E-E nach der Fig. 5 zeigt. Zur leichteren Montage der Folie in diesen seitlichen Schlitzen 28 ist beispielsweise der obere Teil 6' des Gehäuses 6 abnehmbar, die Schlitze werden dabei durch entsprechende Längsnuten gebildet.

[0019] Die Metallkaschierung 10 auf der Oberseite der Folie 9 macht in diesen Längsschlitzen galvanischen Kontakt mit dem Außenleitergehäuse 6. Der planare Innenleiter 9, 10 verschmälert sich im Übergangs-Bereich 16 von seiner ursprünglichen Breite auf die Breite des Mittelleiters 20. Gleichzeitig werden zu beiden Seiten dieser Verschmälerung des planaren Innenleiters 9, 10 bis auf die Breite des Mittelleiters 20 die Masseflächen 21 und 22 des Koplanar-Leitungssystems entsprechend an den Innenleiter herangeführt. Sie sind nur durch Spalte vom Mittelleiter 20 getrennt, so dass ein koplanares Leitungssystem 3 gegeben ist mit vorzugsweise wiederum 50 Ohm Leitungswellenwiderstand.

[0020] Fig. 5 zeigt die dazugehörigen Schnittbilder längs der in Fig. 4 eingezeichneten Schnittlinien. In Fig. 6 ist ersichtlich, dass beginnend von der Koaxialleitung 1 (Schnitt A-A) im Übergang zum planaren Innenleiter 10 (Schnitt C-C) nur eine geringfügige Veränderung des Feldbildes auftritt. Ebenso beim Übergang vom planaren Innenleiter 10 zum Übergangsabschnitt 16 (Schnitt D-D) bis hin zum Koplanar-Leitungssystem 3 auf der Folie (Schnitt D-D). Beim Übergang von Schnitt D-D auf Schnitt F-F wird das Feld zunehmend um den Mittelleiter 12 des Koplanar-Leitungssystems 3 konzentriert. Dieser kontinuierliche Übergang vom koaxialen Feldbild in das koplanare Feldbild gewährleistet optimale elektrische Eigenschaften wie geringe Reflexion und Dämpfung, die Verwendung einer elastischen Folie gewährleistet außerdem eine gute mechanische und thermische Entkopplung zwischen Koaxialleitung und Koplanar-Leitungssystem, d.h. Kräfte am Innenleiter der Koaxialleitung werden nicht nur stark gedämpft auf die planare Struktur übertragen, sondern praktisch völlig vermieden. Ebenso wird eine Erwärmung der planaren Struktur infolge Temperaturunterschieden zwischen koaxialem Innenleiter und koplanarer Schaltung vermieden, da durch die seitliche Fixierung der Folienränder im Außenleitergehäuse (Schnitt E-E in Fig. 5) Wärme über die Folie nach außen abgeführt wird.

[0021] Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 bis 5 ist außerdem eine Möglichkeit für den unmittelbaren Übergang von einer Koaxialleitung 1 auf einen Halbleiterchip 23 dargestellt, der auf seiner Oberseite ein entsprechendes Koplanar-Leitungssystem aufweist. Die Abmessungen des Halbleiterchip 23 können kleiner oder größer sein als der Querschnitt der Längsbohrung 5 des Außenleitergehäuses 6. Im dargestellten Fall ist der Chip 23 unmittelbar in das Außenleitergehäuse 6 eingebaut und mit dem Mittelleiter 20 des Übergangsabschnitts auf der Folie verbunden, wie dies der um 180° gedreht dargestellte Schnitt G-G in Fig. 5 zeigt. Der Chip 23 ist mechanisch auf entsprechenden seitlichen Vorsprüngen 24 des Außenleitergehäuses 6 gehalten und seine Koplanar-Leitungsabschnitte sind beispielsweise wiederum durch Bumps mit dem Koplanar-Leitungsabschnitt 3 verbunden.

[0022] Eine weitere Möglichkeit für die unmittelbare Befestigung eines solchen Halbleiterchips 23 innerhalb des Außenleitergehäuses 6 zeigen Fig. 7 und 8. Die im Übergangsabschnitt 16 stark verbreiterte Folie, deren Ränder in diesem Bereich im Außenleitergehäuse G eingeklemmt sind (Schlitze 17), setzt sich in einem Folienabschnitt 25 fort, der nicht im Gehäuse 6 eingeklemmt ist, sodass Höhentoleranzen der Bauteile bzw. thermische Verspannungen ausgeglichen werden. Unmittelbar oberhalb der Befestigungsstelle des Chips 23 an der Folie ist diese mit einer Ausnehmung 26 versehen, so dass die auf der Oberseite des Chips 23 verlaufenden Leiterbahnen 29 frei liegen. Am Umfang des Chips ist eine Reihe von Bumps 27 für eine Thermokompressionsverbindung an der Folie vorgesehen, der Chip wird gemäß Fig. 7 von unten auf die Folie aufgesetzt und dort über die Bumps befestigt. An den Seitenkanten des Chips kann die Verbindung noch durch Kleber verstärkt werden.

[0023] Fig. 8 zeigt schließlich noch im Detail, wie ein derart unmittelbar auf der Folie aufgesetzter Chip 23 mit möglichst guter thermischer Ableitung zum umgebenden Gehäuse 6 in diesem eingesetzt werden kann. Der Längsschnitt zeigt, dass der Chip 23 einerseits über eine Abstufung 24 unmittelbar auf dem Gehäuse aufsitzt und außerdem die den Chip tragende Folie 25 großflächig ebenfalls auf einer Abstufung 30 des Gehäuses aufliegt, so dass über diese Flächen Wärme sowohl vom Chip als auch von der Folie nach außen zum Gehäuse abgeleitet wird.

[0024] Bei der Befestigung des Chips 23 auf einer Verlängerung 25 des Folienstückes ergibt sich außerdem die Möglichkeit, auf der Ober- oder Unterseite dieses Folienstückes 25 seitlich oder vorne zusätzliche zum Chip führende Leitungsstrukturen auszubilden. Diese Leitungsstrukturen können beispielsweise zum Zuführen oder Abführen von Niederfrequenzsignalen zum Chip benutzt werden, sie können aber genauso gut als Hochfrequenz-Leitungsstrukturen ausgebildet werden. So ist es beispielsweise denkbar, auf dem verlängerten Folienstück 25 koplanare Leitungsstrukturen auszubilden, über welche vom Chip 23 weg oder zum Chip 23 hin Hochfrequenzsignale zu- und abgeführt werden. Dieses unmittelbar an den Chip 23 angeschlossene koplanare Leitungssystem kann natürlich seinerseits wieder in ein Koaxialleitungssystem überführt werden, indem ähnlich wie in Fig. 4 dargestellt zunächst vom Chip 23 weg auf ein koplanares Leitungssystem 3 übergegangen wird, dann in einem Übergangsabschnitt 16 auf ein planares Koaxialleitungssystem 11 und von dort aus schließlich gegebenenfalls wieder auf eine Koaxialleitung. Dazu ist es nur erforderlich, auch über den Verlängerungsabschnitt 25 hinaus das Außenleitergehäuse 6 entsprechend zu verlängern.

[0025] Die Figuren zeigen jeweils stark vergrößerte Darstellungen des erfindungsgemäßen Mikrowellen-Übergangs. Für einen Mikrowellen-Übergang im GHz-Bereich (beispielsweise 67 GHz) besitzt der Innenleiter 4 der Koaxialleitung 1 beispielsweise nur einen Durchmesser von 0,804mm, die Stützen 7 einen Außendurchmesser von 1,85mm, die axiale Länge des Koaxialleitungsabschnitts 1, an dem außen dann im allgemeinen noch eine nicht dargestellte Koaxialkupplung angebracht ist, ist insgesamt nur etwa 8mm lang, ebenso der eigentliche Folienabschnitt in Fig. 4. Die Folie besitzt vorzugsweise eine Dicke von nur ca. 50 µm, der darauf aufgebrachte Goldbelag, der im Ausführungsbeispiel nur einseitig aufgebracht ist, unter Umständen jedoch auch beidseitig aufgebracht sein kann, nur ca. 2 µm.

Ansprüche

1. Mikrowellen-Übergang von einer Koaxialleitung (1) auf ein Koplanar-Leitungssystem (3), bei dem in einer Längsbohrung (5) eines Außenleiter-Gehäuses (6) der runde Innenleiter (4) der Koxialleitung (1) sich in einen planaren metallischen Innenleiter fortsetzt, gekennzeichnet dadurch, dass der planare Innenleiter in Form eines mindestens einseitig metallisierten schmalen Folienstücks (9) aus elastischem Isoliermaterial ist und das Ende dieses planaren Innenleiters (9, 10) in einem anschließenden Übergangsabschnitt (16) sich auf die Breite eines koplanaren Mittelleiters (13; 20) verschmälert und beidseitig zum Mittelleiterabschnitt (12) des Übergangsabschnittes (16) Masseflächen (14, 15; 21, 22) herangeführt werden.

2. Mikrowellen-Übergang nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Übergangsabschnitt (16) auf dem das Koplanar-Leitungssystem (3) aufweisenden Substrat (2) ausgebildet ist.

3. Mikrowellen-Übergang nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Übergangsabschnitt (16) auf einer Fortsetzung des den planaren Innenleiter (9) bildenden mindestens einseitig metallisierten Folienstücks (9) ausgebildet ist.

4. Mikrowellen-Übergang nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Mittelleiterabschnitt (12) des Übergangsabschnittes (16) und die beidseitigen Masseflächen (14, 15; 21, 22) des Übergangsabschnittes (16) so strukturiert sind, dass zwischen ihnen ein sich verjüngender Spalt besteht.

5. Mikrowellen-Übergang nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der planare Innenleiter (9, 10) mit seiner Metallschicht (10) in galvanischem Kontakt am Ende des runden Innenleiters (4) der Koaxialleitung befestigt ist.

6. Mikrowellen-Übergang nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Metallschicht (10) der Folie (9) mit dem Innenleiterende durch Schweißen, Kleben oder ein Thermokompressionsverfahren mittels Bumps verbunden ist.

7. Mikrowellen-Übergang nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Folienstück (9) aus Polyimid, Kapton, LCP, Teflon-basierter Folie oder einem vergleichbaren Kunststoff besteht und mindestens einseitig mit einer Goldschicht (10) beschichtet ist.

8. Mikrowellen-Übergang nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ränder der den Übergangsabschnitt (16) aufnehmenden Folienstück-Fortsetzung in Längsschlitzen (28) der Längsbohrung (5) des Außenleitergehäuses (6) gehalten sind.

9. Mikrowellen-Übergang nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der runde Innenleiter (4) der Koaxialleitung (1) über Stützscheiben (7) aus Isoliermaterial in der Längsbohrung (5) des Außenleitergehäuses (6) gehalten ist.

10. Mikrowellen-Übergang nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der koplanare Mittelleiter (20) des Übergangsabschnitts (16) mit dem Mittelleiter des Koplanar-Leitungssystems (3) und die Masseflächen (14, 15) des Koplanar-Leitungssystems (3) mit dem Außenleitergehäuse (6) durch Schweißen, Kleben oder durch ein Thermokompressionsverfahren mittels Bumps verbunden ist.

11. Mikrowellen-Übergang nach einem der vorherigen Ansprüche zum Übergang auf ein Halbleiterchip (23),
dadurch gekennzeichnet,
dass der Halbleiter-Chip (23) im Außenleiter-Gehäuse (6) angeordnet ist, mit den Leiterbahnen seines Koplanar-Leitungssystems auf den Mittelleiter (20) bzw. die Masseflächen (21, 22) des Übergangsabschnittes (16) auf der Folie (9) aufgesetzt ist und durch Schweißen, Kleben oder durch Thermokompression mittels Bumps befestigt ist.

12. Mikrowellen-Übergang nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekenntzeichnet,
dass der Halbleiter-Chip (23) über seine Ränder (24) in der Längsbohrung des Außenleiter-Gehäuses (6) gehalten sind.

13. Mikrowellen-Übergang nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Folienstück (9) im Bereich des Chips (23) eine Ausnehmung (26) besitzt und der Halbleiterchip (23) nur an seinen Rändern auf der Metallfläche der Folie befestigt ist.

14. Mikrowellen-Übergang nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass auf dem Folienstück (9, 25) zusätzliche, zum Halbleiterchip (23) führende Leitungsstrukturen ausgebildet sind.

15. Mikrowellen-Übergang nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zusätzlichen Leitungsstrukturen auf einem über den Chip (23) hinaus verlängerten Folienstück (25) ausgebildet sind.

16. Mikrowellen-Übergang nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zusätzlichen Leitungsstrukturen mindestens teilweise koplanare Leitungsstrukturen sind.

17. Mikrowellen-Übergang nach einem der vorhergehenden Ansprüche 14 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zusätzlichen Leitungsstrukturen Übergänge von koplanaren Leitungsstrukturen auf Koaxialleitungsstrukturen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13 aufweisen.

Claims

1. Microwave transition from a coaxial line (1) to a coplanar line system (3), wherein in a longitudinal bore (5) of an outer conductor housing (6), the round inner conductor (4) of the coaxial line (1) continues into a planar metal inner conductor, characterised in that the planar inner conductor is in the form of a narrow piece of foil (9), of an elastic insulating material and metallised on at least one side, and the end of this planar inner conductor (9, 10) narrows in a subsequent transition section (16) to the width of a coplanar middle conductor (13; 20), and earthing areas (14, 15; 21, 22) are introduced on both sides of the middle conductor section (12) of the transition section (16).

2. Microwave transition according to Claim 1,
characterized in that
the transition section (16) is formed on the substrate (2), which has the coplanar line system (3).

3. Microwave transition according to Claim 1,
characterized in that
the transition section (16) is formed on a continuation of the piece of foil (9) which forms the planar inner conductor (9) and is metallised on at least one side.

4. Microwave transition according to Claim 3,
characterized in that
the middle conductor section (12) of the transition section (16) and the earthing areas (14, 15; 21, 22) on both sides of the transition section (16) are structured so that a tapering gap exists between them.

5. Microwave transition according to one of the preceding claims,
characterized in that
the planar inner conductor (9, 10) with its metal layer (10) is fixed in electrical contact at the end of the round inner conductor (4) of the coaxial line.

6. Microwave transition according to Claim 5,
characterized in that
the metal layer (10) of the foil (9) is connected to the inner conductor end by welding, gluing or a thermocompression method by means of bumps.

7. Microwave transition according to one of the preceding claims,
characterized in that
the piece of foil (9) consists of polyimide, kapton, LCP, Teflon-based foil or a comparable plastic, and is coated on at least one side with a gold layer (10).

8. Microwave transition according to one of the preceding claims,
characterized in that
the edges of the foil piece continuation which receives the transition section (16) are held in longitudinal slits (28) of the longitudinal bore (5) of the outer conductor housing (6).

9. Microwave transition according to one of the preceding claims,
characterized in that
the round inner conductor (4) of the coaxial line (1) is held by supporting discs (7) of insulating material in the longitudinal bore (5) of the outer conductor housing (6).

10. Microwave transition according to Claim 2,
characterized in that
the coplanar middle conductor (20) of the transition section (16) is connected to the middle conductor of the coplanar line system (3), and the earthing areas (14, 15) of the coplanar line system (3) are connected to the outer conductor housing (6), by welding, gluing or a thermocompression method by means of bumps.

11. Microwave transition according to one of the preceding claims on the transition to a semiconductor chip (23),
characterized in that
the semiconductor chip (23) is arranged in the outer conductor housing (6), placed with the tracks of its coplanar line system on the middle conductor (20) and/or the earthing areas (21, 22) of the transition section (16), and fixed by welding, gluing or a thermocompression method by means of bumps.

12. Microwave transition according to one of the preceding claims,
characterized in that
the semiconductor chip (23) is held by its edges (24) in the longitudinal bore of the outer conductor housing (6).

13. Microwave transition according to one of the preceding claims,
characterized in that
the piece of foil (9) has a recess (26) in the region of the chip (23), and the semiconductor chip (23) is fixed to the metal surface of the foil only at its edges.

14. Microwave transition according to one of the preceding claims,
characterized in that
additional line structures leading to the semiconductor chip (23) are formed on the piece of foil (9, 25).

15. Microwave transition according to Claim 14,
characterized in that
the additional line structures are formed on a piece of foil (25) which is extended beyond the chip (23).

16. Microwave transition according to Claim 14 or 15,
characterized in that
the additional line structures are, at least in part, coplanar line structures.

17. Microwave transition according to one of the preceding Claims 14 to 16,
characterized in that
the additional line structures have transitions from coplanar line structures to coaxial line structures according to one or more of the preceding Claims 1 to 13.

Revendications

1. Jonction à micro-ondes depuis une ligne coaxiale (1) vers un système de lignes coplanaires (3), dans laquelle le conducteur intérieur rond (4) de la ligne coaxiale (1) se prolonge, dans un perçage longitudinal (5) d'un boîtier de conducteur extérieur (6), en un conducteur intérieur métallique planaire, caractérisée en ce que le conducteur intérieur planaire a la forme d'une pièce en feuille (9) étroite métallisée au moins sur un côté, en un matériau isolant élastique, et l'extrémité de ce conducteur intérieur planaire (9, 10) se rétrécit dans un tronçon de transition successif (16) à la largeur d'un conducteur médian coplanaire (13 ; 20) et des surfaces de masse (14, 15 ; 21, 22) sont rapprochées des deux côtés vers le tronçon de conducteur médian (12) du tronçon de transition (16).

2. Jonction à micro-ondes selon la revendication 1,
caractérisée en ce que le tronçon de transition (16) est réalisé sur le substrat (2) qui comporte le système de lignes coplanaires (3).

3. Jonction à micro-ondes selon la revendication 1,
caractérisée en ce que le tronçon de transition (16) est réalisé sur un prolongement de ladite au moins une pièce en feuille (9) métallisée sur un côté qui forme le conducteur intérieur planaire (9).

4. Jonction à micro-ondes selon la revendication 3,
caractérisée en ce que le tronçon de conducteur médian (12) du tronçon de transition (16) et les surfaces de masse (14, 15 ; 21, 22) des deux côtés du tronçon de transition (16) sont structuré(e)s de telle façon qu'il existe entre eux un intervalle qui va en se rétrécissant.

5. Jonction à micro-ondes selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que le conducteur intérieur planaire (9, 10) est fixé par sa couche de métal (10) en contact galvanique à l'extrémité du conducteur intérieur rond (4) de la ligne coaxiale.

6. Jonction à micro-ondes selon la revendication 5,
caractérisée en ce que la couche de métal (10) de la feuille (9) est reliée à l'extrémité du conducteur intérieur par soudure, par collage, ou par processus de thermocompression au moyen de plots.

7. Jonction à micro-ondes selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que la pièce en feuille (9) est une feuille en polyimide, en kapton, en LCP, à base de téflon ou en une matière plastique comparable, et est revêtue au moins sur un côté avec une couche en or (10).

8. Jonction à micro-ondes selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que les bordures du prolongement de la pièce en feuille qui reçoit le tronçon de transition (16) sont retenues dans des fentes longitudinales (28) du perçage longitudinal (5) du boîtier de conducteur extérieur (6).

9. Jonction à micro-ondes selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le conducteur intérieur rond (4) de la ligne coaxiale (1) est retenu dans le perçage longitudinal (5) du boîtier de conducteur extérieur (6) via des disques de soutien (7) en matériau isolant.

10. Jonction à micro-ondes selon la revendication 2,
caractérisée en ce que le conducteur médian coplanaire (20) du tronçon de transition (16) est relié au conducteur médian du système de lignes coplanaires (3), et les surfaces de masse (14, 15) du système de lignes coplanaires (3) sont reliées au boîtier de conducteur extérieur (6) par soudage, par collage ou par un processus de thermocompression au moyen de plots.

11. Jonction à micro-ondes selon l'une des revendications précédentes pour assurer une transition sur une puce à semi-conducteurs (23),
caractérisée en ce que la puce à semi-conducteurs (23) est agencée dans le boîtier de conducteur extérieur (6), est posée avec les pistes de conductrice de son système de lignes coplanaires sur le conducteur médian (20) ou respectivement sur les surfaces de masse (21, 22) du tronçon de transition (16) sur la feuille (9), et est fixée par soudage, par collage ou par thermocompression au moyen de plots.

12. Jonction à micro-ondes selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que la puce à semi-conducteurs (23) est maintenue par ses bordures (24) dans le perçage longitudinal du boîtier de conducteur extérieur (6).

13. Jonction à micro-ondes selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que la pièce en feuille (9) possède dans la région de la puce (23) un évidement (26), et la puce à semi-conducteurs (23) est fixée uniquement par ses bordures sur la surface métallique de la feuille.

14. Jonction à micro-ondes selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que des structures de lignes additionnelles menant à la puce à semi-conducteurs (23) sont réalisées sur la pièce en feuille (9, 25).

15. Jonction à micro-ondes selon la revendication 14,
caractérisée en ce que les structures de lignes additionnelles sont réalisées sur une pièce en feuille (25) prolongée au-delà de la puce (23).

16. Jonction à micro-ondes selon la revendication 14 ou 15,
caractérisée en ce que les structures de lignes additionnelles sont des structures de lignes au moins partiellement coplanaires.

17. Jonction à micro-ondes selon l'une des revendications précédentes 14 à 16,
caractérisée en ce que les structures de lignes additionnelles comportent des jonctions de structures de lignes coplanaires vers des structures de lignes coaxiales selon l'une ou plusieurs des revendications précédentes 1 à 13.

Zeichnung