(19)
(11) EP 0 247 542 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
02.12.1987  Patentblatt  1987/49

(21) Anmeldenummer: 87107507.3

(22) Anmeldetag:  22.05.1987
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)4H01P 1/209
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE CH DE ES FR GB GR IT LI NL SE

(30) Priorität: 27.05.1986 DE 3617733

(71) Anmelder: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
80333 München (DE)

(72) Erfinder:
  • Lange, Friedrich, Dr.-Ing.
    D-8038 Gröbenzell (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
   
       


    (54) Integrierter Mikrowellenschaltkreis


    (57) Integrierter Mikrowellenschaltkreis mit einem dielektri­schen Substrat, auf dessen einer Seite ein durchgehender metallischer Belag und auf dessen anderer Seite wenigstens ein Bauteil (2) mit zwei angeschlossenen Streifenleitungen (3, 4) an­geordnet ist und mit wenigstens einem Abgleichelement (12). Das Abgleichelement dient dabei zur Kompensation der stö­renden Parallelkapazität (6) des Bauteils durch Erzeugung einer Induktivität. Das Abgleichelement enthält wenigstens eine am Ende (13) kurzgeschlossene gekoppelte Streifenleitung, die auf dem Substrat angeordnet ist und deren Anschlüsse mit den Zuleitungen für das Bauelement verbunden sind. Im Hinblick auf eine Minimierung der Massekapazität des Ab­gleichelements sind vorzugsweise zwei zusätzliche kurzge­schlossene gekoppelte Streifenleitungen (12, 14) vorgesehen, die auf beiden Seiten des aktiven Bauteils der integrierten Mikrowellenschaltung angeordnet sind.




    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung betrifft einen integrierten Mikrowellen­schaltkreis entsprechend dem Oberbegriff des Patentan­spruchs 1.

    [0002] Aus der DE-PS 22 53 176 ist ein Y-Verzweigungszirkulator für die Verwendung in integrierten Mikrowellen-Schalt­kreisen bekannt, bei dem auf einer Seite des Substrats ein durchgehender metallischer Belag und auf der anderen Seite ein Zirkulator mit vom Verzweigungspunkt wegführen­den Streifenleitungen angeordnet ist. An die Streifen­leitungen sind leerlaufende Stichleitungen angeschaltet, die Feineinstellung der Eingangsimpedanz des Zirkulators erfolgt durch Längenabtragung der Stichleitungen.

    [0003] In der Fig. 1 ist eine integrierte Mikrowellenschaltung nach dem Stande der Technik dargestellt, bei der auf einem Substrat 1 ein Bauteil 2 mit angeschlossenen Strei­fenleitungen 3 und 4 angeordnet ist. Auf der Rückseite des Substrats ist ein metallischer Belag 5 aufgebracht, der mit Bezugspotential verbunden ist. Zwischen den beiden Anschlüssen des Bauteils 2 ist eine Störkapazität 6 wirk­sam, die in einem Wertebereich Cmin...Cmax streuen kann. Die integrierte Mikrowellenschaltung ist nun für die Be­triebsfrequenz so abzugleichen, daß die Störkapazität unwirksam wird. Dies kann durch eine zur Störkapazität parallel geschaltete Induktivität geschehen, deren Größe aber wegen der Schwankungen der Störkapazität nicht genau bekannt ist.

    [0004] Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, ein Ab­gleichelement der eingangs erwähnten Art zu schalten, das bei der Betriebsfrequenz eine Parallelinduktivität ergibt, die möglichst geringe zusätzliche Kapazitäten erzeugt und leicht abgleichbar ist.

    [0005] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Abgleichele­ment der eingangs erwähnten Art gelöst, das die kenn­zeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.

    [0006] Zweckmäßige Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Ab­gleichelements sind in den Patentansprüchen 2 bis 6 näher beschrieben.

    [0007] Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert werden.

    [0008] In der Zeichnung zeigt

    Fig. 1 einen integrierten Mikrowellenschaltkreis nach dem Stande der Technik,

    Fig. 2a ein erfindungsgemäßes Abgleichelement,

    Fig. 2b eine Ersatzschaltung zur Fig. 2,

    Fig. 3 eine Weiterbildung des Abgleichelements nach Fig. 2a,

    Fig. 4a, b modifizierte Stichleitungen und

    Fig. 5 ein Abgleichelement mit den modifizierten Stich­leitungen nach Fig. 4.



    [0009] Die Fig. 1 ist bei der Darstellung des Standes der Technik bereits erläutert worden, so daß an dieser Stelle nicht weiter darauf eingegangen wird.

    [0010] Die Fig. 2 a enthält wiederum das Bauelement 2 mit den Streifenleitungen 3 und 4 als Zuleitungen sowie der ange­ deuteten Störkapazität 6.

    [0011] Zusätzlich sind die Stichleitungen 12 und 14 vorgesehen, die als gekoppelte Streifenleitungen ausgebildet sind und von denen jeweils der eine Streifen mit der Zuleitung 3 und der andere Streifen mit der Zuleitung 4 für das Bau­element 2 verbunden sind. Die Stichleitung 12 ist durch einen Leitungskurzschluß 13 so abgeschlossen, daß die dadurch erzeugte Induktivität L₁ die minimale Störkapa­zität Cmin bei der Betriebsfrequenz f0 also bei der Mit­tenfrequenz der Betriebsbandbreite, kompensiert, daß also

    Die zweite Stichleitung 14 wird durch eine Streifenlei­tung 15 so abgeschlossen, daß die somit erzeugte Induk­tivität L₂ zunächst "unendlich" groß ist und die er­zeugten Induktivitäten L3,1 und L3,2 die Kapazitäten C1,1 und C1,2 der ersten Streifenleitung 12 gegen Masse kompensieren, daß also

    In veränderlichen Abstand vom Bauelement 2 ist auf der Streifenleitung 14 zusätzlich ein Bonddraht 16 angeord­net, durch den die Induktivität L₂ soweit verringert wird, daß die entstehende Induktivität LK

    die Störkapazität bei der Betriebsfrequenz kompensiert. Es muß also

    sein.

    [0012] Durch den Abstand des Bonddrahtes 16 zum Substrat ist dessen kapazitiver Einfluß vergleichsweise sehr gering, so daß die Kompensation gegen Masse durch diesen Bond­draht praktisch nicht beeinflußt wird.

    [0013] In der Fig. 2b ist das Ersatzschaltbild der Anordnung nach Fig. 2a dargestellt. Die durch die beschaltete Stich­leitung 14 zunächst erzeugte Induktivität L₂ ist der In­duktivität L₁, die von der kurzgeschlossenen gekoppelten Streifenleitung 12 erzeugt wird, direkt parallelgeschal­tet. Die durch die gekoppelte Streifenleitung 12 und den Leitungskurzschluß 13 gegen Masse erzeugten Kapazitäten C1,1, C1,2 wirken an den beiden Anschlußpunkten der In­duktivitäten L₁ und L₂ gegen Masse. Durch den gewählten Abschluß der Streifenleitung 14 ergeben sich parallel zu diesen Kapazitäten die Induktivitäten L3,1 und L3,2. Parallel zu den Induktivitäten L₁ und L₂ ist das Bauele­ment 2 mit der Störkapazität Cs wirksam, diese Störkapa­zität entspricht dem angedeuteten Kondensator 6 nach Fig. 2a.

    [0014] In der Fig. 3 ist eine Modifikation der Anordnung nach Fig. 2a dargestellt. Als Ersatz für den Bonddraht 16 sind auf der Streifenleitung 14 eine Reihe von Bond­drähten 17, 18 .... 22 angebracht. Dabei ist der erste zusätzliche Bonddraht 17 so plaziert, daß das Abgleich­element damit zur Kompensation der maximalen Störkapa­zität Cmax geeignet ist, daß also die wirksame Induk­tivität

    ist. Falls die Resonanzfrequenz der Anordnung dann mit der Betriebsfrequenz noch nicht übereinstimmt, werden nacheinander die zusätzlichen Bonddrähte 17, 18 ... ent­fernt, bis die Resonanzfrequenz fR entsprechend der Be­dingung

    mit der Betriebsfrequenz übereinstimmt.

    [0015] Wegen der begrenzten Anzahl möglicher zusätzlicher Bond­drähte kann ein Feinabgleich Schwierigkeiten bereiten. Zum Feinabgleich können deshalb auf der Stichleitung 14 zwischen dem Bauteil (2) und dem ersten nicht entfernten Bonddraht und/oder auf der Stichleitung 12 dielektrische Plättchen angeordnet werden.

    [0016] Zur Verringerung der Massekapazitäten C1,1 und C1,2 der Stichleitung 12 und zum Erhalt geeigneter Induktivitäten L3,1 und L3,2 gegen Masse können die Stichleitungen ent­sprechend Fig. 4 modifiziert werden. In der Fig. 4 sind Teile gekoppelter Streifenleitungen dargestellt, deren Abschluß modifiziert ist. In der Fig. 4a ist eine am Ende offene Streifenleitung 24 der Länge l und in Fig. 4b eine gegen den Massebelag kurzgeschlossene Streifenleitung 25 der Länge lʹ dargestellt. Diese Anordnungen können mit den integrierten Mikrowellenschaltkreisen nach Fig. 2a und Fig. 3 kombiniert werden, so daß beispielsweise eine Anordnung entsprechend Fig. 5 entsteht.


    Ansprüche

    1. Integrierter Mikrowellenschaltkreis, der ein dielek­trisches Substrat enthält, auf dessen einer Seite ein durchgehender metallischer Belag und auf dessen anderer Seite wenigstens ein Bauteil mit zwei angeschlossenen Streifenleitungen angeordnet ist und an den wenigstens ein Abgleichelement angeschlossen ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zusätzlich wenigstens eine erste am Ende kurzge­schlossene gekoppelte Streifenleitung (12) als Stichlei­tung wenigstens annähernd rechtwinklig zu den an das Bau­teil (2) angeschlossenen Streifenleitungen (3,4) auf dem Substrat (1) angeordnet ist und daß jeweils ein Anschluß der gekoppelten Streifenleitung mit einer an das Bauteil (2) angeschlossenen Streifenleitung (34) verbunden ist.
     
    2. Abgleichelement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die erste Stichleitung (12) so bemessen ist, daß die dadurch erzeugte Induktivität nur die minimal mögliche Störkapazität bei der Betriebsfrequenz kompensiert.
     
    3. Abgleichelement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß eine zweite gekoppelte Streifenleitung (14) als Stich­leitung vorgesehen ist, die so beschaltet ist, daß bei der Betriebsfrequenz eine vergleichsweise sehr große Induktivi­tät erzeugt wird und die Massekapazität des Abgleichelements minimiert wird und die auf der der ersten Stichleitung (12) gegenüberliegenden Seite des Bauteils (2), aber auf der gleichen Oberflächenseite des integrierten Mikrowellenschalt­kreises angeordnet ist.
     
    4. Abgleichelement nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß durch einen zusätzlichen Bonddraht (16) an einer bestimmten Stelle der zweiten Stichleitung (14) diese kurzgeschlossen und damit deren wirksame Länge so verkürzt wird, daß die bei der Betriebsfrequenz auftretende effek­tive Störkapazität kompensiert wird.
     
    5. Abgleichelement nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zunächst weitere Bonddrähte (17...22) über die Länge der Stichleitung verteilt auf dieser angebracht werden und ein Abgleich auf die effektive Störkapazität dadurch er­folgt, daß von der zu den Streifenleitungen (3,4) gerichte­ten Seite der Stichleitung (14) her die Bonddrähte (17...22) durchgetrennt werden.
     
    6. Abgleichelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zum Feinabgleich wenigstens ein dielektrisches Plätt­chen auf einer der Stichleitungen (12,14) angeordnet ist.
     




    Zeichnung










    Recherchenbericht