一種具有高穩定隔離度的PIN開關制造技術

本發明專利技術涉及一種具有高穩定隔離度的PIN開關，包含：可伐墊板，頂部表面上開設多個間隔設置的凹槽和凸槽，位于可伐墊板兩端的為凹槽；多個介質基板，分別對應設置在各凹槽上，與可伐墊板粘接；每個介質基板上均設置微波信號導帶，用于傳輸微波信號；多個PIN二極管芯片，用于控制微波信號通斷，分別對應設置在各凸槽上，與可伐墊板粘接；多根鍵合線，分別鍵合連接兩兩相鄰的介質基板的微波信號導帶與PIN二極管芯片的管芯；每兩個PIN二極管芯片之間的管間距為1/4波長，該波長指微波信號在介質基板上傳輸的波長。本發明專利技術采用模塊化設計，易于集成使用，具有高隔離度，且隔離度具有高穩定一致性；在多通道微波系統中使用，可實現微波信號關斷的穩定一致性。

PIN switch with high stable isolation

The invention relates to a PIN switch with high isolation, stable include: Kovar plate, the top surface is provided with concave grooves and convex grooves a plurality of spaced apart, located in Kovar plate at both ends of the groove; a plurality of dielectric substrate, respectively arranged in each groove, and Kovar plate bonding; each medium the substrate is arranged on the microwave signal conduction band for microwave signal transmission; multiple PIN diode chip is used to control the on-off of the microwave signal, respectively arranged on each convex groove, and Kovar plate bonding; a plurality of bonding wire, tube core microwave signal conduction and PIN diode chip bonding substrate respectively connects 22 adjacent the spacing between the tubes; each of the two PIN diode chip is 1/4 wavelength, the wavelength of the microwave signal transmission on the dielectric substrate wavelength. The invention has the advantages of modularization design, easy integration, high isolation and high stability, and can be used in a multi-channel microwave system to realize stable consistency of the microwave signal.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種PIN開關，具體是指一種具有高穩定隔離度的PIN開關，屬于微波電路設計

技術介紹
在微波系統中，經常要求對微波信號的傳輸進行控制，PIN開關是利用PIN二極管(在P半導體材料和N半導體材料之間加入一薄層低摻雜的本征Intrinsic半導體層，組成的P-I-N結構的二極管為PIN二極管)在不同偏置下的電特性制成的微波半導體控制器件，廣泛用于微波信號的通斷控制。隔離度是PIN開關的一個主要指標，用于衡量對微波信號關斷的程度。通常情況下，為達到PIN開關所需的高隔離度要求，在設計時，需要將多個不帶封裝的PIN二極管芯片并聯接地，相鄰兩個PIN二極管之間的管間距為1/4波長，該波長是指微波信號的傳輸波長。在裝配時，要將傳輸微波信號的微帶線割斷，兩段微帶線之間的間距正好等于一個PIN二極管的寬度，把PIN二極管裝入后與左右兩段微帶線金絲鍵合互連，間隔1/4波長后再安裝第二個PIN二極管。但是在PIN二極管的裝配過程中，會出現一些引入誤差的情況：1、由于PIN二極管的尺寸很小，在切割微帶線時，微帶線之間的間距不能做到很精確，該間距往往會比PIN二極管的寬度尺寸大很多，導致互連的金絲鍵合線過長，從而降低PIN開關的隔離度，同時會增大PIN開關的插入損耗指標；2、兩個PIN二極管之間的管間距不能很好的保證為1/4波長，因此也會降低PIN開關的隔離度。由于上述可能引入的誤差，在多通道微波系統中，每個通道的微波信號的關斷程度是不一樣的，從而無法實現多個PIN開關高隔離度要求的穩定一致性。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種具有高穩定隔離度的PIN開關，采用模塊化設計，易于集成使用，具有高隔離度，且隔離度具有高穩定一致性；在多通道微波系統中使用，可實現微波信號關斷的穩定一致性。為實現上述目的，本專利技術提供一種具有高穩定隔離度的PIN開關，包含：可伐墊板，其頂部表面上開設有多個依次間隔設置的凹槽和凸槽，且位于該可伐墊板兩端的均為凹槽；多個介質基板，分別對應設置在各個凹槽上，且與所述的可伐墊板粘接；每個所述的介質基板上均設置有微波信號導帶，用于傳輸微波信號；多個PIN二極管芯片，用于控制微波信號的通斷，分別對應設置在各個凸槽上，且與所述的可伐墊板粘接；多根鍵合線，分別鍵合連接兩兩相鄰的介質基板的微波信號導帶與PIN二極管芯片的管芯；其中，每兩個PIN二極管芯片之間的管間距為1/4波長，該波長是指微波信號在介質基板上傳輸的波長。每個介質基板的微波信號導帶與每個PIN二極管芯片的管芯均設置在同一直線上。每個介質基板的頂面與每個PIN二極管芯片的頂面均設置在同一水平面上。所述的可伐墊板上的凹槽與凸槽的高度差為介質基板的厚度與PIN二極管芯片的厚度的差值。所述的介質基板采用陶瓷基板。所述的介質基板包含：兩個外接介質基板，分別設置在位于可伐墊板兩端的兩個凹槽內，每個外接介質基板的微波信號導帶的一端連接PIN二極管芯片，另一端連接外部電路；多個內接介質基板，分別夾設在兩個PIN二極管芯片之間的凹槽內，每個內接介質基板的微波信號導帶的兩端均連接PIN二極管芯片。所述的兩個PIN二極管芯片之間的管間距為內接介質基板的長度與PIN二極管芯片的長度之和。所述的鍵合線采用金絲鍵合線。本專利技術所提供的具有高穩定隔離度的PIN開關，采用模塊化設計，易于集成使用；通過可伐墊板上的凹、凸槽設計，在裝配過程中精確確定了PIN二極管芯片之間管間距的一致性，同時保證了PIN二極管芯片與傳輸微波信號的介質基板處于同一平面，最大程度的避免了因裝配不確定性而引起的PIN開關電性能隔離度的不一致，使其具有高隔離度、高穩定一致性、插損小、相應速度快的優點。本專利技術所提供的具有高穩定隔離度的PIN開關，在多通道微波系統中使用，可實現微波信號關斷的穩定一致性，具有很強的實用性及應用前景。附圖說明圖1A為本專利技術中的可伐墊板的正視示意圖；圖1B為本專利技術中的可伐墊板的俯視示意圖；圖2為本專利技術中的具有高穩定隔離度的PIN開關在裝配過程中的三維結構示意圖；圖3為本專利技術中的具有高穩定隔離度的PIN開關在裝配完成后的三維結構示意圖。具體實施方式以下結合圖1～圖3，詳細說明本專利技術的一個優選實施例。如圖2和圖3所示，為本專利技術提供的具有高穩定隔離度的PIN開關，包含：可伐墊板10，其頂部表面上開設有多個依次間隔設置的凹槽101和凸槽102，且位于該可伐墊板10兩端的均為凹槽101；多個介質基板，分別對應設置在各個凹槽101上，且與所述的可伐墊板10粘接；每個所述的介質基板上均設置有微波信號導帶15，作為用于傳輸微波信號的傳輸線；多個PIN二極管芯片12，用于控制微波信號的通斷以實現開關作用，分別對應設置在各個凸槽102上，且與所述的可伐墊板10粘接；多根鍵合線14，分別鍵合連接兩兩相鄰的介質基板的微波信號導帶15與PIN二極管芯片12的管芯；其中，每兩個PIN二極管芯片12之間的管間距為1/4波長，該波長是指微波信號在介質基板上傳輸的波長。每個介質基板的微波信號導帶15與每個PIN二極管芯片12的管芯均設置在同一直線上，并且每個介質基板的頂面與每個PIN二極管芯片12的頂面均設置在同一水平面上，以使得連接介質基板與PIN二極管芯片12的鍵合線14的連接距離最短，從而達到提高一致性的目的。如圖1A所示，由于PIN開關所需的高隔離度要求，且需要裝入窄腔設計的腔體內，因此所述的可伐墊板10的寬度lk有尺寸設計要求，需要設計在1.8mm～2.5mm之間。如圖1B所示，所述的可伐墊板10的厚度h2沒有特別嚴格的尺寸設計要求，只要能夠保證可利用鑷子對其進行夾取和裝配即可。優選的，所述的可伐墊板10的厚度h2為介質基板厚度的2～4倍。如圖1B所示，所述的可伐墊板10上的凹槽101與凸槽102的高度差h1為介質基板的厚度與PIN二極管芯片12的厚度的差值。優選的，所述的凹槽101與凸槽102的高度差h1為0.15mm左右。在本專利技術的一個優選實施例中，所述的介質基板采用相對介電常數在8～10之間的陶瓷基板，其損耗角正切值應盡量小，一般不大于0.005。考慮到PIN二極管芯片12的自身厚度一般為0.1mm，以及其設置在可伐墊板10的凸槽102上，且根據前述，凹槽101與凸槽102的高度差h1為0.15mm左右，為了使得裝配后介質基板的頂面與PIN二極管芯片12的頂面在同一水平面上，因此，介質基板的厚度優選為0.254mm。在本專利技術的另一個優選實施例中，所述的介質基板也可以采用介電常數較低的材料制成，例如可采用介電常數為2.2的復合基片RT5880。但是，為了保證每兩個PIN二極管芯片12之間的管間距為1/4波長，如果采用低介電常數的材料制成介質基板，將會增加整個PIN開關的尺寸。根據本專利技術中PIN開關的適應性，將每個介質基板的微波信號導帶15的特性阻抗設計為50Ω，以作為PIN開關輸入、輸出端口的匹配阻抗。當然，根據實際PIN開關的適應性，也可以設計為其他阻抗值。如圖2和圖3所示，所述的介質基板包含：兩個外接介質基板13，分別設置在位于可伐墊板10兩端的兩個凹槽101內，每個外接介質基板13的微波信號導帶15的一端連接PIN二極管芯片12，另一端連接外部電路；多個內接介質本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有高穩定隔離度的PIN開關，其特征在于，包含：可伐墊板(10)，其頂部表面上開設有多個依次間隔設置的凹槽(101)和凸槽(102)，且位于該可伐墊板(10)兩端的均為凹槽(101)；多個介質基板，分別對應設置在各個凹槽(101)上，且與所述的可伐墊板(10)粘接；每個所述的介質基板上均設置有微波信號導帶(15)，用于傳輸微波信號；多個PIN二極管芯片(12)，用于控制微波信號的通斷，分別對應設置在各個凸槽(102)上，且與所述的可伐墊板(10)粘接；多根鍵合線(14)，分別鍵合連接兩兩相鄰的介質基板的微波信號導帶(15)與PIN二極管芯片(12)的管芯；其中，每兩個PIN二極管芯片(12)之間的管間距為1/4波長，該波長是指微波信號在介質基板上傳輸的波長。

【技術特征摘要】
1.一種具有高穩定隔離度的PIN開關，其特征在于，包含：可伐墊板(10)，其頂部表面上開設有多個依次間隔設置的凹槽(101)和凸槽(102)，且位于該可伐墊板(10)兩端的均為凹槽(101)；多個介質基板，分別對應設置在各個凹槽(101)上，且與所述的可伐墊板(10)粘接；每個所述的介質基板上均設置有微波信號導帶(15)，用于傳輸微波信號；多個PIN二極管芯片(12)，用于控制微波信號的通斷，分別對應設置在各個凸槽(102)上，且與所述的可伐墊板(10)粘接；多根鍵合線(14)，分別鍵合連接兩兩相鄰的介質基板的微波信號導帶(15)與PIN二極管芯片(12)的管芯；其中，每兩個PIN二極管芯片(12)之間的管間距為1/4波長，該波長是指微波信號在介質基板上傳輸的波長。2.如權利要求1所述的具有高穩定隔離度的PIN開關，其特征在于，每個介質基板上的微波信號導帶(15)與每個PIN二極管芯片(12)的管芯均設置在同一直線上。3.如權利要求2所述的具有高穩定隔離度的PIN開關，其特征在于，每個介質基板的頂面與每個PIN二極管芯片(12)的頂面均設置在同一水平面上。4.如權利...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐晟，石磊，李雪珺，
申請(專利權)人：上海無線電設備研究所，
類型：發明
國別省市：上海;31