Файл: Микроминиатюризация высокочастотных радиоустройств..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.10.2024

Просмотров: 62

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

62

Р и с .2 .3 . Ленточный кварцедержатель в технологической перемычкой.

(р и с.2 .3 ) . Сначала на нижние площадки стоек наносится токопро­ водящий клей, после чего стойки кварцедержателя 3 , 4 устанав­ ливаются и прижимаются к подложке микросхемы 1 таким образом,

чтобы нижние площадки 5 , 6 были совмещены с контактными площа­ дками микросхемы 12, 13 . После высушиванія клея удаляется'тех­ нологическая перемычка И (на р и с .2 .3 лишя отреза показана пунктиром). Затем наносится токопроводящий клей на верхние площадки стоек 7 , 8 (р и с.2 .2 ) и на них укладывается между фик­ саторами пьезоэлемент так, чтобы контактные площадки его эле­ ктродов совпадали с площадками стоек, и собранный узел направ­ ляется на сушку клеевого соединения.

В качестве токопроводящего клея возможно применение компо­ зиции, содержащей дисперсное серебро и клей БФ-4. Такой клей обеспечивает минимальное переходное сопротивление между склеи­ ваемыми поверхностям^ и их механическое соединение. Технологи­ ческая перемычка 11 (р и с .2 .3 ) на кварцедержателе.является при­ способлением, облегчающим операцию установки кварцедержателя

63

на подложку микросхемы.

Конструктивное исполнение ленточного кварцедержателя обеспечивает размещение кварцевого пьезоэлемента со стороны пленочных элементов микросхемы без применения дополнитель­ ных элементов крепления, что позволяет уменьшить общие раз­ меры генератора. Кроме того, таким конструктивным решением достигается улучшение электрических характеристик генерато­ р а , так как уменьшается длина соединительных проводников между кварцевым пьезоэлемент ом и гибридной пленочной микро­ схемой, а следовательно, уменьшаются паразитные емкость и индуктивность, включенные параллельно кварцевому пьезоэле­ менту. За счёт этого принцишально возможно повышение ста­ бильности частоты генерируемы?, колебаний и устойчивости генерации. Ленточный кварцедердатель отличается технологич­ ностью его деталей и сборки, достигаемой применением токо­ проводящего клея и исключением необходимости выполнения отверстий в подложке гибридной пленочной микросхемы.

5 . ГИБРИДНЫЙ ПЛЕНОЧНЫЙ КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР 10 МГЦ

В целях экспериментальной проверки результатов анализа схем кварцевых генераторов разрабоган и испытан гибридный пленочный кварцевый генератор синусоидального сигнала с частотой 10 МГц по осцилляторной "безындуктивной" схеме с кварцем, работающим на основной частоте. Эта схема отвеча­ ет требованиям, предъявляемым к конструкции гибридных пле­ ночных устройств. Изготовление тонкопленочной микросхемы это­ го генератора не сопряжено с технологическими трудностями.


64

Р и с .2 .4 . Схема кварцевою генератора 10 МГц.

В качестве буферного пскада применен эмиттерный повтори­ тель. Связь эмиттерного повторителя с генератором непосред­ ственная, что позволило уменьшить качество элементов схемы.

Кварцевый генератор 10 МГЦ и эмиттерный повторитель вы­ полнены на одной подложке и представляют собой отдельный функциональный узел . Принципиальная схема этого узла приве­ дена на р и с .2 .4 . На схеме указаны номинальные значения пара­ метров элементов. Допуск емкости конденсаторов составляет

65

+30

$, допуск сопротивления

резисторов

и

Rs

составляет

$15%,

остальных резисторов

- +20$.

 

 

 

 

 

 

 

 

Пленочные пассивные элементы на диэлектрическую подложку

напыляются в вакууме с помощью съемных масок. В генераторе и буферном каокаде применены бескорпусные навесные транзисторы.

Выводы транзисторов припаиваются к соответствующим контактным площадкам, а сами транзисторы прикрепляются к подложке с помо­ щью клея. Кварцевая пластинка соединяется со схемой с помощью ленточных кварцедержателей.

Топологический чертеж кварцевого генератора 10 МЙц показан

на р и с .2 .5 . Микросхема выполнена на подложке из

ситалла разме­

ром 16x20x0,6 ил . В качестве

материала обкладок

конденсаторов,

проводников и контактных площадок применен алюминий А99. Ди­

электрический слой пленочных конденсаторов напылен из монооки­

си кремния. Удельная емкость

пленочных конденсаторов составля­

ет 5000 пф/см^. Для напыления резисторов применен нйхром

 

Х20Н80 с удельным сопротивлением пленки IÖ0 (Wo

• Обозначения

контактных площадок на р и с .2 .5 соответствуют принципиальной

 

электрической

схем е .р и с,2 .4 . К контактным площадкам, предназ­

наченным для

подключения кварца, приклеиваются стойки ленточ7

ного кварцедержателя.•

генератора

в

На р и с .2 .6 изображена конструкция кварцевого

металлостеклянном плоском корпусе (крышка сн ята ).

Подложка

*

гибридной пленочной микросхемы приклеена эпоксидным клеем к

основанию металлостеклянного корпуса. Внешние контактные

 

площадки микросхемы соединены с выводами корпуса отрезками

 

медной проволоки

%

0,05 мм с помощью пайки.

 

 

 

 

 

 

 


66

Р и с .2 .5 . Топологический черте« кварцевого генератора 10 МГц,

67

6 . ГИБРИДНЫЙ ПЛЕНОЧНЫЙ КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР 130 МГЦ

Экспериментальный гибридный пленочный кварцевый генера­ тор 130. МГц построен по схеме с общей базой с кварцем в це­ пи обратной связи. Включение цепи обратной связи в колеба­ тельный контур осуществляется в индуктивной цепи коллектор­ ного контура, что является решением, удовлетворяющим требо­ вания реализации генератора в виде гибридной пленочной ми­ кросхемы. Дня согласования высокого выходного сопротивления

Р и с .2 .6 . Конструкция кварцевого генератора 10 МГц.

каскада с общей базой с низким его входным сопротивлением применяется частичное включение кварца в коллекторный кон-

тур .

Параллельно кварцу включается индуктивность для компен­ сации параллельной емкости кварца. Оба эти элемента образу­ ют контур, настраиваемый на частоту, равную или близкую ча­ стоте гармоники кварцевого резонатора. В данной схеме ква-

1

68

рцевый резонатор возбуждается на седьмой гармонике. Настройка

квмпенсирующего контура не является критичной и з -за низкой

добротности, обусловленной шунтирующим действием активных про­ водимостей транзисторов.

В качестве буферного каскада применен резонансный усили­

тель с каскодным включением транзисторов по схеме общий эмит­

тер -

общая б аза . Для согласования

выхода

кварцевого генера­

тора

со входом буферного каскада,

а также

для обеспечения

линейного режима работы использована слабая связь через ем­ кость.

Кварцевый генератор и буферный каскад представляют собой

отдельный функциональный узел . Принципиальная схема этого уз­

ла приведена на р и с .2 ,7 . На схеме указаны номинальные значе­

ния параметров элементов. Допуск емкости пленочных конденса­

торов составляет £50%; допуок сопротивления резистора R1 со­ ставляет +10%; остальных резисторов - +20$.

Конденсаторы СЗ и 08 - матричные. При номинальной ве­

личине емкости 15 пф диапазон их перестройки составляет +30$.

Резисторы ^ 4 и

R0

выполнены подстраиваемыми, что позволя­

 

 

ет применять напряжения питания 8 и 12 В .

Пленочные пассивные элементы напылены на диэлектрическую подложку в вакууме с помощью съемных масок. В генераторе при­ менены бескорпусные навесные транзисторы. Выводы транзисторов припаяны к соответствующим контактным площадкам, а сами тран­ зисторы прикреплены к подложке с помощью клея.

В генераторе применены навесные плоские проволочные спи­ ральные микрокатушки индуктивности с подстройкой индуктивно-


69

КТ 30 75 20

О)

а

z>

CN2

О

Я3 Р-і

I


70

сти короткозамкнутым витком и кварцевый резонатор в корпусе

типа ТОо Топологический чертеж кварцевого генератора 130 МІ*ц пока­

зан на р и с .2 .8 . Микросхема выполнена на подложке из ситалла

размером 16x30x0,6 мм. Материалом обкладок конденсаторов, про­ водников и контактных площадок служит алюминий А9Э. Для напы­ ления диэлектрического слоя конденсаторов и защитного слоя использована моноокись кремния. Удельная емкость конденсаторов

составляет 5000 пф/см^. Для напыления резиоторов применен ни­ хром Х20Н80 с удельным сопротивлением пленки 100 Ом/а • Обоз­

начения

контактных площадок на р и с .2 .8 соответствуют принципи­

альной

электрической схеме

р и с .2 .7 .

Выводы транзисторов, кату­

шек индуктивности и кварца

припаяны

к контактным площадкам в

соответствии с принципиальной схемой.

 

На р и с .2 .9 показана конструкция кварцевого генератора

130 М5ц. Подложка гибридной пленочной микросхемы 2 приклеена

к печатной плате

3 . Печатная плата, в свою очередь,

закреплена

с помощью клея в

латунном посеребренном корпусе 1 .

Внешние кон­

тактные площадки микросхемы соединены пайкой с соответствующи­ ми контактными площадками печатной платы и выводами 4 корпуса

1 отрезками медной проволоки ^ 0,05 мм. Кварцевый резонатор 5

в корпусе ТО закреплен в отверстии корпуса с помощью клея.

Крепление кварцевого резонатора к корпусу генератора возможно также с применением держателей, обойм и т .п .

Р и с .2 .8 . Топологический чертеж кварцевого генератора 130 МГц.

72

7 . МЕТОДИКА НАСТРОЙКИ КВАРЦЕШХ ГЕНЕРАТОРОВ.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ

При сборке кварцевого генератора 10 МГц требуется провер­ ка режима по постоянному току до подключения кварца и провер­ ка выходных параметров генератора после его сборки и монтажа.

Схема кварцевого генератора 10 МГЦ не критична к смене транзи­ сторов.

На р и с .2 .10 показана зависимость частоты кварцевого гене­ ратора 10 МЯл от напряжения питания, полученная эксперимен­ тально с помощью прибора 4 3 -4 . Нестабильность частоты при из­ менении напряжения питания на +10$ составила +2,5*10“ ^ .