CA2201771A1 - Module hyperfrequence compact - Google Patents
Module hyperfrequence compactInfo
- Publication number
- CA2201771A1 CA2201771A1 CA002201771A CA2201771A CA2201771A1 CA 2201771 A1 CA2201771 A1 CA 2201771A1 CA 002201771 A CA002201771 A CA 002201771A CA 2201771 A CA2201771 A CA 2201771A CA 2201771 A1 CA2201771 A1 CA 2201771A1
- Authority
- CA
- Canada
- Prior art keywords
- coplanar
- line
- elementary
- dielectric layer
- ground
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Abandoned
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 105
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 16
- 238000009432 framing Methods 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/04—Fixed joints
- H01P1/047—Strip line joints
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
- H01L23/64—Impedance arrangements
- H01L23/66—High-frequency adaptations
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2223/00—Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
- H01L2223/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for
- H01L2223/64—Impedance arrangements
- H01L2223/66—High-frequency adaptations
- H01L2223/6605—High-frequency electrical connections
- H01L2223/6616—Vertical connections, e.g. vias
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
- H01L2224/491—Disposition
- H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
- H01L2224/49111—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting two common bonding areas, e.g. Litz or braid wires
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
- H01L2224/491—Disposition
- H01L2224/4912—Layout
- H01L2224/49175—Parallel arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L24/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01078—Platinum [Pt]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01079—Gold [Au]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01087—Francium [Fr]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
- H01L2924/1204—Optical Diode
- H01L2924/12042—LASER
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/14—Integrated circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/30—Technical effects
- H01L2924/301—Electrical effects
- H01L2924/3025—Electromagnetic shielding
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49016—Antenna or wave energy "plumbing" making
Abstract
L'invention fournit un module hyperfréquence comprenant une pluralité de structures élémentaires empilées formant bloc, chaque structure élémentaire comprenant une couche diélectrique inférieure sur une surface supérieure de laquelle est disposé un circuit intégré (20, 21), et une couche diélectrique supérieure recouvrant le circuit (20, 21). Le module se caractérise par une ligne de connexion (20a, 30, 21a) entre deux circuits respectifs appartenant à des première et seconde structures élémentaires qui est constituée par une ligne coplanaire d'entrée (21a) disposée sur la surface supérieure de la couche diélectrique inférieure de la première structure, une ligne coplanaire de sortie (20a) disposée sur la surface supérieure de la couche diélectrique inférieure de la seconde structure, et une ligne coplanaire de liaison (30) reliant une extrémité de la ligne coplanaire d'entrée et une extrémité de la ligne coplanaire de sortie.
Description
22-~~1 77~
MODULE HYPERFREQUENCE COMPACT
La présente invention concerne de manière générale un module hyperfréquence ainsi qu'un procédé de fabrication 5 d'un tel module. A titre non limitatif, un tel module est utilisé par exemple pour former l'un d'une pluralité de modules actifs à élément rayonnant d'une antenne active, ces modules étant disposés matriciellement. Le terme "hyperfréquence" est associé dans la suite de la description tant à la plage des ondes centimétriques que des ondes millimétriques.
Le document US-A-5 294 897 propose une structure mono-composant à ligne coplanaire. La structure présentée comprend un substrat diélectrique sur lequel sont montées 15 une portion de ligne coplanaire d'entrée et une portion de ligne coplanaire de sortie respectivement appliquées en entrée et en sortie d'un circuit intégré. Chaque portion de ligne coplanaire - d'entrée et de sortie - comprend une partie supérieure portée par une face supérieure du substrat, une partie intermédiaire traversant le substrat et une partie inférieure portée par le plan de la face inférieure du substrat. Ces parties supérieure, intermédiaire et inférieure prennent la forme générale d'une "marche d'escalier", les deux conducteurs de masse 25 périphériques et le conducteur de masse central de cette partie inférieure de ligne coplanaire étant destinés à être mis en contact avec des bornes correspondantes d'un circuit imprimé. Cette réalisation présente l'inconvénient principal que l'association de plusieurs composants, assurant chacun 30 une fonction donnée, telle qu'amplification, déphasage, etc..., requiert une surface de support importante. En outre, selon cette réalisation, une onde se propage sur ligne coplanaire de composant à composant en traversant un milieu non homogène parfois formé par une couche de substrat, parfois formé par l'air.
Pour remédier à l'inconvénient de la surface de support importante requise selon cette première réalisation, il est connu selon la technique antérieure, par exemple rappelée dans le document FR-A-2 697 374, de recourir à un 5 module hyperfréquence compact comprenant une pluralité de structures élémentaires empilées, chaque structure étant constituée par un ou plusieurs circuits intégrés, ou puces, enrobés dans un diélectrique. Dans ce document, une liaison entre deux circuits intégrés appartenant à deux structures respectives distinctes est établie par un fil qui traverse la zone diélectrique séparant ces deux circuits à travers un trou formé dans cette zone. Cette réalisation présente l'inconvénient principal d'une mauvaise propagation d'une onde à fréquence élevée à travers cette liaison filaire.
L'invention vise donc à remédier aux inconvénients précités en fournissant un module hyperfréquence particulièrement compact et inhibant sensiblement toute perturbation dans les signaux radioélectriques transmis entre circuits.
A cette fin, selon une première réalisation de l'invention, un module hyperfréquence comprenant:
- une pluralité de structures élémentaires empilées formant bloc, chaque structure élémentaire comprenant une couche diélectrique inférieure sur une surface supérieure de laquelle est disposé un circuit intégré, et une couche diélectrique supérieure recouvrant le circuit, et - une ligne de connexion pour connecter un premier circuit intégré monté sur une couche diélectrique d'une première structure parmi ladite pluralité de structures à un second circuit intégré monté sur une couche diélectrique d'une seconde structure parmi ladite pluralité de structures, est caractérisé en ce que la ligne de connexion comprend une ligne coplanaire d'entrée disposée sur la surface supérieure de la couche diélectrique inférieure de la première structure, une ligne coplanaire de sortie
MODULE HYPERFREQUENCE COMPACT
La présente invention concerne de manière générale un module hyperfréquence ainsi qu'un procédé de fabrication 5 d'un tel module. A titre non limitatif, un tel module est utilisé par exemple pour former l'un d'une pluralité de modules actifs à élément rayonnant d'une antenne active, ces modules étant disposés matriciellement. Le terme "hyperfréquence" est associé dans la suite de la description tant à la plage des ondes centimétriques que des ondes millimétriques.
Le document US-A-5 294 897 propose une structure mono-composant à ligne coplanaire. La structure présentée comprend un substrat diélectrique sur lequel sont montées 15 une portion de ligne coplanaire d'entrée et une portion de ligne coplanaire de sortie respectivement appliquées en entrée et en sortie d'un circuit intégré. Chaque portion de ligne coplanaire - d'entrée et de sortie - comprend une partie supérieure portée par une face supérieure du substrat, une partie intermédiaire traversant le substrat et une partie inférieure portée par le plan de la face inférieure du substrat. Ces parties supérieure, intermédiaire et inférieure prennent la forme générale d'une "marche d'escalier", les deux conducteurs de masse 25 périphériques et le conducteur de masse central de cette partie inférieure de ligne coplanaire étant destinés à être mis en contact avec des bornes correspondantes d'un circuit imprimé. Cette réalisation présente l'inconvénient principal que l'association de plusieurs composants, assurant chacun 30 une fonction donnée, telle qu'amplification, déphasage, etc..., requiert une surface de support importante. En outre, selon cette réalisation, une onde se propage sur ligne coplanaire de composant à composant en traversant un milieu non homogène parfois formé par une couche de substrat, parfois formé par l'air.
Pour remédier à l'inconvénient de la surface de support importante requise selon cette première réalisation, il est connu selon la technique antérieure, par exemple rappelée dans le document FR-A-2 697 374, de recourir à un 5 module hyperfréquence compact comprenant une pluralité de structures élémentaires empilées, chaque structure étant constituée par un ou plusieurs circuits intégrés, ou puces, enrobés dans un diélectrique. Dans ce document, une liaison entre deux circuits intégrés appartenant à deux structures respectives distinctes est établie par un fil qui traverse la zone diélectrique séparant ces deux circuits à travers un trou formé dans cette zone. Cette réalisation présente l'inconvénient principal d'une mauvaise propagation d'une onde à fréquence élevée à travers cette liaison filaire.
L'invention vise donc à remédier aux inconvénients précités en fournissant un module hyperfréquence particulièrement compact et inhibant sensiblement toute perturbation dans les signaux radioélectriques transmis entre circuits.
A cette fin, selon une première réalisation de l'invention, un module hyperfréquence comprenant:
- une pluralité de structures élémentaires empilées formant bloc, chaque structure élémentaire comprenant une couche diélectrique inférieure sur une surface supérieure de laquelle est disposé un circuit intégré, et une couche diélectrique supérieure recouvrant le circuit, et - une ligne de connexion pour connecter un premier circuit intégré monté sur une couche diélectrique d'une première structure parmi ladite pluralité de structures à un second circuit intégré monté sur une couche diélectrique d'une seconde structure parmi ladite pluralité de structures, est caractérisé en ce que la ligne de connexion comprend une ligne coplanaire d'entrée disposée sur la surface supérieure de la couche diélectrique inférieure de la première structure, une ligne coplanaire de sortie
2~) ~) 1 77 1 disposée sur la surface supérieure de la couche diélectrique inférieure de la seconde structure, et une ligne coplanaire de liaison reliant une extrémité de la ligne coplanaire d'entrée et une extrémité de la ligne coplanaire de sortie.
Typiquement, afin d'assurer un blindage et un bon drain thermique, une structure élémentaire donnée est séparée d'une structure élémentaire immédiatement adjacente par un élément de masse.
Dans ce cas, la portion de ligne coplanaire d'entrée et ladite ligne coplanaire de sortie s'étendent toutes deux au-delà d'un plan délimitant chaque rebord respectif du ou des éléments de masse séparant lesdites première et seconde structures élémentaires, de sorte que ladite ligne coplanaire de liaison est distante vers l'extérieur du ou 15 des élément(s) de masse.
Un procédé de fabrication d'un tel module comprend les étapes de :
- moulage d'un bloc parallélépipédique comprenant une pluralité de structures élémentaires empilées, chaque structure élémentaire comprenant une couche diélectrique inférieure sur une surface supérieure de laquelle est disposé un circuit intégré et une couche diélectrique supérieure recouvrant le circuit, - découpe dudit bloc suivant des plans de coupe 25 parallèles et intérieurs respectivement à des faces en regard dudit bloc pour faire apparaître deux nouvelles faces sur chacune desquelles apparaissent des ensembles respectifs d'extrémités de conducteurs de masse et conducteur de signal chacun associé à une ligne coplanaire, - métallisation desdites deux nouvelles faces, et - gravure desdites deux nouvelles faces métallisées pour former une ligne coplanaire de liaison reliant des extrémités de conducteurs de masse et conducteur de signal d'une ligne coplanaire d'entrée d'une première structure 35 élémentaire à des extrémités respectives de conducteurs de masse et conducteur de signal d'une ligne coplanaire de sortie d'une seconde structure élémentaire.
Dans le cas ou des éléments, ou plans, de masse sont prévus pour séparer deux structures élémentaires, le procédé
comprend, en outre, les étapes de:
- remoulage du bloc gravé pour recouvrir la -ligne coplanaire de liaison d'une enveloppe diélectrique, - attaque du bloc gravé remoulé sur au moins l'une de ses faces en des points en regard avec les chants des plans 10 de masse, de sorte à former des perforations d'accès entre chaque plan de masse et l'extérieur, et - blindage du bloc par métallisation totale du bloc, ledit blindage étant en connexion électrique avec les plans de masse à travers lesdites perforations d'accès 15 métallisées.
Selon une seconde variante de l'invention, un module compact hyperfréquence comprenant:
- une pluralité de structures élémentaires empilées formant bloc, chaque structure élémentaire comprenant une couche diélectrique inférieure sur une surface supérieure de laquelle est disposé un circuit intégré et une couche diélectrique supérieure recouvrant le circuit, et - une ligne de connexion pour connecter un premier circuit intégré monté sur une couche diélectrique inférieure 25 d'une première structure parmi ladite pluralité de structures à un second circuit intégré monté sur une couche diélectrique inférieure d'une seconde structure parmi ladite pluralité de structures, est caractérisé selon l'invention en ce qu'il comprend, en outre, - un élément de masse pour séparer chaque structure élémentaire donnée d'une structure élémentaire immédiatement adjacente, et en ce que ladite ligne de connexion comprend une ligne coplanaire d'entrée qui est disposée sur la surface supérieure de la couche diélectrique inférieure de la première structure, une ligne coplanaire de sortie qui est disposée sur la surface supérieure de la couche diélectrique inférieure de la seconde structure, et une ligne de liaison comprenant, d'une part, un premier brin conducteur de signal reliant un conducteur de signal de la ligne coplanaire d'entrée et un conducteur de signal de la ligne coplanaire de sortie à travers un premier trou traversant chaque couche diélectrique inférieure et supérieure ainsi que chaque élément de masse séparant lesdites deux circuits, et, 10 d'autre part, au moins un second brin conducteur de masse reliant au moins l'un des conducteurs de masse de la ligne coplanaire d'entrée à au moins l'un des conducteurs de masse de la ligne coplanaire de sortie à travers un second trou respectif traversant chaque couche diélectrique inférieure et supérieure ainsi que chaque élément de masse séparant lesdits deux circuits.
Avantageusement, ledit au moins un second brin conducteur de masse est en contact avec chaque élément de masse séparant les deux circuits.
Ledit au moins un second brin conducteur de masse est par exemple formé par métallisation d'un second trou.
En outre, les deux conducteurs de masse de chacune des lignes coplanaires d'entrée et de sortie peuvent etre reliées entre eux à leurs extrémités respectives par un conducteur de masse additionnel.
L'on peut prévoir, une pluralité de seconds brins reliant entre eux les conducteurs de masse et conducteur de masse additionnel de la ligne coplanaire d'entrée et les conducteurs de masse et conducteur de masse additionnel de la ligne coplanaire de sortie, cette pluralité de seconds brins étant disposée en arc de cercle.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaltront plus clairement à la lecture de la 35 description suivante, en référence aux dessins annexés correspondants, dans lesquels :
2~ ~ l 77 1 - la figure 1 est une vue en perspective d'un module hyperfréquence selon l'invention, dans laquelle est représentée une liaison par ligne coplanaire entre deux circuits intégrés;
5- la figure 2 est une vue en coupe transversale du module de la figure 1;
- la figure 3 montre, selon une première variante de l'invention, une vue en perspective détaillée d'une liaison par ligne coplanaire entre deux circuits intégrés appartenant respectivement à deux étages distincts du module;
- la figure 4 montre, selon une seconde variante de l'invention, une vue en perspective détaillée d'une liaison par trou métallisé entre deux circuits intégrés appartenant respectivement à deux étages distincts du module;
- la figure 5 est une vue en coupe de la réalisation de la figure 4;
- la figure 6 est une vue en coupe transversale d'un module selon l'invention en cours de fabrication; et 20- la figure 7 est une vue en coupe transversale du module pour illustrer des plans de coupe successifs définis lors cette fabrication pour l'obtention d'un module selon l'invention.
25En référence aux figures 1 et 2, un module hyperfréquence selon l'invention comprend au moins deux de structures élémentaires empilées qui forment ensemble un bloc. Chaque structure élémentaire comprend un ou plusieurs circuits intégrés, ou puces, 20, 21, 22 qui sont disposés entre deux couches de substrat diélectrique qui forme ensemble une enveloppe diélectrique 15, 14, 13 du ou des circuits intégrés de la structure élémentaire considérée.
Ainsi, à titre d'exemple, pour la structure élémentaire incluant le circuit 20, ce circuit 20 est logé dans l'enveloppe diélectrique 15 constitué d'une couche diélectrique inférieure 15a sur une surface supérieure de 22!~1 771 laquelle est disposé le circuit intégré 20, et d'une couche diélectrique supérieure 15b recouvrant le circuit. En pratique, l'on distingue les couches diélectriques inférieure - 15a, 14a, 13a - et supérieure - 15b, 14b, 13b -5 de chaque structure élémentaire car elles sont implantéessuccessivement lors de la fabrication du module, comme cela apparaîtra plus clairement dans la suite de la description.
Chaque structure élémentaire peut être séparée d'une structure élémentaire immédiatement adjacente par un plan de lO masse 10, 11, 12. Entre deux structures élémentaires immédiatement adjacentes inférieure et supérieure, le plan de masse 11 est typiquement disposé entre la couche diélectrique inférieure 14a de la structure élémentaire supérieure et la couche diélectrique supérieure 15b de la structure élémentaire inférieure. Dans les figures 1 et 2, le plan de masse 11 sépare la structure élémentaire incluant le composant 20 de la structure élémentaire incluant le composant 21.
Il va maintenant être décrit avec plus de détails, selon une première réalisation de l'invention, une liaison par ligne coplanaire entre deux circuits intégrés 20 et 21 appartenant respectivement à deux structures élémentaires.
Dans cette liaison par ligne coplanaire, il est supposé que le circuit 20 produit en sortie un signal à appliquer à une entrée du circuit 21. Dans les figures annexées, les deux circuits intégrés 20 et 21 appartiennent respectivement à
deux structures élémentaires qui sont immédiatement adjacentes. Néanmoins, l'homme du métier conviendra que les structures élémentaires auxquelles appartiennent les circuits 20 et 21 peuvent être séparées par une ou plusieurs autre(s) structure(s) élémentaire(s).
En se référant, en outre, à la figure 3, le circuit 21 est monté sur et mis à la masse par un conducteur de masse de support 21c, et est connecté à une ligne coplanaire 35 d'entrée 21a et une ligne coplanaire de sortie 21b. Les conducteur de masse de support 21c, ligne coplanaire 22~1 771 -d'entrée 21a et ligne coplanaire de sortie 21b sont portés par la couche diélectrique inférieure 14a de la structure élémentaire incluant le circuit 21. La ligne coplanaire d'entrée 21a, respectivement de sortie 21b, comprend deux 5 éléments conducteurs de masse 210a et 212a, respectivement 210b et 212b, encadrant et coplanaires avec un élément conducteur de signal 211a, respectivement 212a. Les deux éléments conducteurs de masse 210a et 212a de la ligne coplanaire d'entrée 21a et les deux éléments conducteurs de 10 masse 210b et 212b de la ligne coplanaire de sortie 21b sont reliés au conducteur de masse de support 21c pour prendre la forme générale d'une structure plane en H. L'élément conducteur de signal 211a est disposé coplanairement entre les deux branches 210a et 212a de la structure plane en H et l'élément conducteur de signal 211b est disposé
coplanairement entre les deux branches 210b et 212b de cette structure plane en H. Des extrémités respectives des éléments conducteurs de signal 211a et 211b, en regard avec le conducteur de masse de support 21c, sont connectées avec 20 des supports d'électrode du circuit 21 par des fils courbés 21e et 21s, respectivement. De même, le circuit 20 est monté
sur et mis à la masse par un conducteur de masse de support 20c, et est connecté à une ligne coplanaire d'entrée 20b et une ligne coplanaire de sortie 20a. Les conducteur de masse 25 de support 20c, ligne coplanaire d'entrée 20b et ligne coplanaire de sortie 20a sont portés par la couche diélectrique inférieure 15a de la structure élémentaire incluant le circuit 20. La ligne coplanaire d'entrée 20b, respectivement de sortie 20a, comprend deux éléments conducteurs de masse 200b et 202b, respectivement 200a et 202a, encadrant et coplanaires avec un élément conducteur de masse 201b, respectivement 201a. Les deux éléments conducteurs de masse 200b et 202b de la ligne coplanaire d'entrée 20b et les deux éléments conducteurs de masse 200a et 202a de la ligne coplanaire de sortie 20a sont reliés au conducteur de masse de support 20c pour prendre la forme 223! 771 générale d'une structure plane en H. L'élément conducteur de signal 201b est disposé coplanairement entre les deux branches 200b et 202b de la structure plane en H et l'élément conducteur de signal 201a est disposé
coplanairement entre les deux branches 200a et 202b de cette structure plane en H. Des extrémités respectives des éléments conducteurs de signal 201b et 201a, en regard avec le conducteur de masse de support 20c, sont connectées avec des supports d'électrode du circuit 20 par des fils courbés 20e et 20s, respectivement.
Une ligne coplanaire intermédiaire de liaison 30, comprenant deux conducteurs de masse 300 et 302, encadrant et coplanaires avec un élément conducteur de signal 301, établit une connexion entre la ligne coplanaire de sortie 20a et la ligne coplanaire d'entrée 21a. Le conducteur de masse 300, respectivement 302, relie une extrémité du conducteur de masse 210a, respectivement 212a, de la ligne coplanaire d'entrée 21a à une extrémité du conducteur de masse 200a, respectivement 202a, de la ligne coplanaire de sortie 20a. Le conducteur de signal 301 relie une extrémité
du conducteur de signal 211a de la ligne coplanaire d'entrée 21a à une extrémité du conducteur de signal 201a de la ligne coplanaire de sortie 20a.
Une telle liaison multi-niveaux "tout en ligne coplanaire" entre deux circuits appartenant respectivement à
deux structures élémentaires empilées offre une grande compacité du module résultant tout en garantissant une bonne propagation du signal entre les deux circuits 20 et 21.
Cette bonne propagation du signal entre les deux circuits 20 et 21 est assurée malgré la disposition perpendiculaire de la ligne coplanaire intermédiaire de liaison 30 par rapport aux lignes coplanaires d'entrée et de sortie 21a et 20a.
Cela résulte de la forme des lignes de champ se propageant dans les lignes coplanaires, ces lignes de champ étant sensiblement transversales aux lignes coplanaires.
Typiquement, pour une ligne coplanaire, les lignes de champ 2 ~
entre l'un des deux conducteurs de masse et le conducteur de signal et les lignes de champ entre l'autre de ces deux conducteurs de masse et le conducteur de signal sont de sens opposés.
En pratique, la propagation dans une ligne coplanaire peut ne pas s'effectuer selon ce mode fondamental coplanaire idéal quasi TEM dans lequel les champs électriques s'appliquent entre chaque conducteur de masse et le conducteur de signal. D'autres modes parasites viennent alors s'ajouter qu'il convient d'atténuer, voire d'inhiber, notamment par une géométrie appropriée des lignes coplanaires et une épaisseur de substrat à définir.
Parmi ces modes parasites, l'on notera notamment le mode "micro ruban" et le mode de volume "à plans 15 parallèles". Le premier de ces modes se caractérise par un champ électrique entre le conducteur de signal, par exemple 211a, et le plan de masse immédiatement inférieur 11, le second de ces modes définissant un champ électrique entre, d'une part, le conducteur de signal et les conducteurs de 20 masse, et, d'autre part, le plan de masse immédiatement inférieur. Le premier de ces modes peut etre atténué en choisissant une largeur du conducteur de signal 211a bien inférieure à l'épaisseur du substrat, ou couche inférieure 14a. L'on peut également choisir une largeur de fente entre 25 conducteur de masse et conducteur de signal faible par rapport à l'épaisseur de la ligne coplanaire. L'on peut encore utiliser un substrat d'épaisseur relativement élevée, typiquement de l'ordre de 400 ~m, sans que cette épaisseur soit trop importante car donnant naissance à un mode de type rectangulaire de type TE.
Comme montré dans la figure 3, dans le cas où un plan de masse 11 est prévu entre chaque structure élémentaire, la ligne coplanalre d'entrée 21a et la ligne coplanaire de sortie 20a s'étendent toutes deux au-delà d'un plan 35 délimitant chaque rebord respectif du ou des éléments de masse séparant les structures élémentaires auxquelles - 2~ ~1 7/1 appartiennent respectivement les circuits 20 et 21, de sorte que la ligne coplanaire de liaison est distante vers l'extérieur du ou des élément(s)) de masse séparant les deux structures considérées.
Avantageusement, dans tous les cas, la ligne coplanaire de liaison 30 est de préférence intégrée dans le module en étant recouverte d'une couche diélectrique, de sorte à éviter toute désadaptation électrique résultant de la propagation du signal dans des milieux, à savoir substrat et air, de permittivités respectives différentes.
En référence aux figures 4 et ~, il est maintenant décrit une seconde réalisation de l'invention. Au meme titre que dans la variante précédente, le circuit 21 est monté sur et mis à la masse par un conducteur de masse de support 21c, et est connecté à une ligne coplanaire d'entrée 21a et une ligne coplanaire de sortie 21b. Les conducteur de masse de support 21c, ligne coplanaire d'entrée 21a et ligne coplanaire de sortie 2lb sont portés par la couche 20 diélectrique inférieure 14a de la structure élémentaire incluant le circuit 21. La portion de ligne coplanaire d'entrée 21a, respectivement de sortie 21b, comprend deux éléments conducteurs de masse 210a et 212a, respectivement 210b et 212b, encadrant et coplanaires avec un élément conducteur de masse 211a, respectivement 212a. Les deux éléments conducteurs de masse 210a et 212a de la ligne coplanaire d'entrée 21a et les deux éléments conducteurs de masse 210b et 212b de la ligne coplanaire de sortie 21b sont reliés au conducteur de masse de support 21c pour prendre la forme générale d'une structure plane en H. L'élément conducteur de signal 211a est disposé coplanairement entre les deux branches 210a et 212a de la structure plane en H et l'élément conducteur de signal 211b est disposé
coplanairement entre les deux branches 210b et 212b de cette structure plane en H. Des extrémités respectives des éléments conducteurs de signal 211a et 211b, en regard avec le conducteur de masse de support 21c, sont connectées avec des supports d'électrode du circuit 21 par des fils courbés 21e et 21s, respectivement. Par ailleurs, le circuit 20 est monté sur et mis à la masse par un conducteur de masse de support 20c, et est connecté à une ligne coplanaire d'entrée 20b et une ligne coplanaire de sortie 20a. Les conducteur de masse de support 20c, ligne coplanaire d'entrée 20b et ligne coplanaire de sortie 20a sont portés par la couche diélectrique inférieure 15a de la structure élémentaire incluant le circuit 20. La ligne coplanaire d'entrée 20b, respectivement de sortie 20a, comprend deux éléments conducteurs de masse 200b et 202b, respectivement 200a et 202a, encadrant et coplanaires avec un élément conducteur de masse 201b, respectivement 201a. Les deux éléments conducteurs de masse 200b et 202b de la ligne coplanaire d'entrée 20b et les deux éléments conducteurs de masse 200a et 202a de la ligne coplanaire de sortie 20a sont reliés au conducteur de masse de support 20c pour prendre la forme générale d'une structure plane en H. L'élément conducteur de signal 201b est disposé coplanairement entre les deux branches 200b et 202b de la structure plane en H et l'élément conducteur de signal 201a est disposé
coplanairement entre les deux branches 200a et 202b de cette structure plane en H. Des extrémités respectives des éléments conducteurs de signal 201b et 201a, en regard avec le conducteur de masse de support 20c, sont connectées avec des supports d'électrode du circuit 20 par des fils courbés 20e et 20s, respectivement. Dans cette seconde variante, chaque structure élémentaire donnée est séparée d'une structure élémentaire immédiatement adjacente par un plan de masse 11. Avantageusement, les deux conducteurs de masse 210a et 212a de la ligne coplanaire d'entrée 21a sont reliées entre eux à leurs extrémités respectives par un conducteur de masse additionnel 213a disposé
35 perpendiculairement aux conducteurs de masse, et les deux conducteurs de masse 200a et 202a de la ligne coplanaire de ~JI 111 -sortie 20a sont reliées entre eux à leurs extrémités respectives par un conducteur de masse additionnel 203a.
Dans cette seconde variante, la liaison entre la ligne coplanaire de sortie 20a et la ligne coplanaire d'entrée 21a est assurée par, d'une part, un premier brin conducteur de signal 311 reliant le conducteur de signal 211a de la ligne coplanaire d'entrée 21a et le conducteur de signal 201a de la ligne coplanaire de sortie 20a à travers un trou H
traversant chaque couche diélectrique inférieure et supérieure ainsi que chaque plan de masse 11 séparant les deux circuits 20 et 21, et, d'autre part, au moins un second brin conducteur de masse 310, 312 reliant au moins l'un des conducteurs de masse 210a, 212a de la ligne coplanaire d'entrée 21a à au moins l'un des conducteurs de masse 200A, 202a de la ligne coplanaire de sortie 21a à travers un trou traversant chaque couche diélectrique inférieure et supérieure ainsi que chaque élément de masse séparant les deux circuits 20 et 21.
Typiquement, chacun des seconds brins conducteurs de 20 masse 310, 312 est formé par métallisation de trou. Ainsi, le brin métallisé occupe la totalité du trou qu'il traverse.
En outre, afin d'assurer une parfaite homogénéité des potentiels de masse, chacun des seconds brins conducteurs de masse 310, 312 est en contact avec chaque plan de masse qui séparent les deux circuits 20 et 21. Selon une variante, un second brin de masse est constitué d'une pluralité de portions de brins. Si N désigne le nombre de plans de masse séparant les deux circuits 20 et 21, (N+1) portions de brins de masse sont prévues. Par rapport à un plan de masse donné, les extrémités de deux des (N+1) portions de brins de masse sont fixés en regard de part et d'autre du plan de masse.
Dans la figure 4, seuls deux brins conducteurs de masse 310 et 312 sont représentés. Néanmoins, comme montré
dans la figure 5, de manière tout à fait avantageuse, 35 plusieurs seconds brins 310, 312, 313 et 314 peuvent être utilisés pour relier entre eux les conducteurs de masse 22J'' 771 200a, 202a et conducteur de masse additionnel 203a de la ligne coplanalre de sortie 20a et lesdits conducteurs de masse 210a, 212a et conducteur de masse additionnel 213a de la ligne coplanaire d'entrée 21a. Au niveau d'une ligne coplanaire, telle que 21a, des extrémités respectives de ces seconds brins viennent au contact de la surface inférieure des conducteurs de masse 210a, 212a et conducteur de masse additionnel 213a de la ligne coplanaire d'entrée 21a, ces points de contact définissant par exemple un arc de cercle.
10 En pratique toute autre disposition peut être utilisée, en prévoyant plusieurs seconds brins entourant au moins partiellement le brin conducteur de signal 311. Cette alternative offre une propagation du signal entre ligne coplanaire de sortie 20a et ligne coplanaire d'entrée 21a de type ligne coaxiale, en raison de la disposition "périphérique" des seconds brins conducteurs de masse 310, 312, 313 et 314 autour du brin conducteur de signal 311.
En référence aux figures 6 et 7, il est maintenant présenté un procédé de fabrication d'un module selon l'invention, tel que décrit en référence aux figures 1 à 3.
Pour ce procédé, il est prévu un moule de forme parallélépipédique (non représenté) sur un fond obturé
duquel se dresse des moyens de guidage, par exemple sous la forme de deux tiges allongées 40 et 41. Une première structure élémentaire du module hyperfréquence compact selon l'invention est alors formée par introduction dans le moule de la couche diélectrique inférieure, ou substrat, 15a de la structure élémentaire considérée, cette couche supportant sur sa face supérieure les lignes coplanaires d'entrée et de sortie 20a et 20b ainsi que le circuit intégré 20. Le substrat 15a est muni de deux perforations transversales pour être guidé par les deux tiges allongées 40 et 41 lors de son introduction dans le moule. Puis de la résine R est déposée sur la face supérieure du substrat 15a pour former la couche supérieure 15b qui recouvre les lignes coplanaires d'entrée et de sortie 20a et 20b ainsi que le circuit intégré 20. Ensuite, une seconde structure élémentaire du module hyperfréquence compact est alors formée par introduction dans le moule de la couche diélectrique inférieure, ou substrat, 14a de cette seconde structure élémentaire, cette couche inférieure supportant sur sa face supérieure les lignes coplanaires d'entrée et de sortie 21a et 21b ainsi que le circuit intégré 21. De la résine R est alors déposée sur la face supérieure du substrat 14a pour former la couche supérieure 14b qui recouvre les lignes coplanaires d'entrée et de sortie 21a et 21b ainsi que le circuit intégré 21. Par réitération de ces opérations, une pluralité de structures élémentaires peuvent ainsi être empilées. Des entretoises 50, 51, respectivement 52, 53 disposées latéralement peuvent être prévues pour séparer les couches inférieures 15a, 14a ainsi successivement introduites, assurant ainsi une disposition parallèle de ces dernières. Après empilement du nombre souhaité de structures élémentaires, l'on démoule la structure résultante qui se présente sous la forme d'un parallélépipède.
En référence à la figure 7, cette structure parallélépipédique définissant quatre faces latérales F1, F2, F3 et F4 est ensuite découpée suivant les plans de coupe 100 et 101 parallèles et intérieurs respectivement aux faces en regard F1 et F3, faisant apparaître deux nouvelles faces Fa et Fb. Sur chacune ces deux faces Fa et Fb, apparaissent des extrémités respectives des conducteurs de masse et conducteur de signal des lignes coplanaires - d'entrée ou de sortie - des différentes structures élémentaires. Ces deux faces Fa et Fb sont alors métallisées par recouvrement de 30 métal. Les faces métallisées résultantes sont ensuite gravées pour former chaque ligne intermédiaire de liaison 30 existante entre une ligne coplanaire d'entrée et une ligne coplanaire de sortie. Cette gravure est obtenue par suppression d'une partie de la surface métallisée sur les 35 deux faces Fa et Fb.
. 22!J177 La structure parallélépipédique modifiée ainsi obtenue est réintroduite dans le moule en étant guidee par les deux tiges allongées 90 et 41. De la résine est injectée sur les côtés extérieurs des faces Fa et Fb de sorte à former une structure parallélépipédique remoulée de dimension égale à
la dimension de la première structure. Cette structure est alors démoulée pour être découpée, d'une part, suivant des plans de coupe 102 et 103 parallèles et intérieurs respectivement aux faces en regard F1 et F3, et, d'autre 10 part, suivant des plans de coupe 104 et 105 parallèles et intérieurs respectivement aux faces en regard F4 et F2. Est alors obtenue une structure parallélépipédique finale définie par les quatre faces latérales Fc, Fd, Fe et Ff. Les faces Fc et Fd sont naturellement extérieures respectivement aux faces Fa et Fb sur lesquelles sont inscrites les lignes coplanaires intermédiaires de liaison 30. Lorsqu'un plan de masse 11, 12 est prévu pour séparer deux modules immédiatement adjacents, pour chaque plan de masse, il est prévu d'attaquer, typiquement par laser, la résine sur au 20 moins l'une des faces Fc, Fd, Fe et Ff en des points en regard avec les chants de ce plan de masse de sorte à former une perforation d'accès entre le plan de masse et l'extérieur. La structure finale est ensuite métallisée sur toute sa surface en incluant les perforations d'accès. Cette enveloppe métallisée constitue un blindage du module, ce blindage étant en connexion électrique avec les plan de masse 11, 12.
Il n'a pas été fait mention jusqu'à présent des fils basse fréquence, ou BF, typiquement d'alimentation des circuits 20 et 21. Comme montré dans la figure 7, pour chaque structure élémentaire, ces fils 60, 61 sont portés par la face supérieure de la couche inférieure, ou substrat, 14a, 15a sur laquelle est monté le circuit intégré 21, 20.
Ces fils s'étendent vers les faces Fe et Ff. Ces faces Fe et Ff, qui sont métallisées en résultat de l'étape de métallisation décrite ci-dessus, sont alors gravées pour 22 ,1 771 former chaque fil intermédiaire de liaison avec une source de signal BF.
En pratique, il est possible d'étendre ce qui vient décrit à une réalisation par fils basse fréquence 5 multicouches. Dans ce cas, sont prévues des étapes itératives de moulage, attaque laser, métallisation de la face concernée et gravure. Une étape de moulage de rang P
est destinée à recouvrir de résine la gravure des fils BF
formée lors de l'étape de gravure de rang (P-l), une étape 10 d'attaque laser de rang P étant destinée à former des perforations d'accès à cette gravure de rang (P-1), et les étape de métallisation et gravure de rang P ayant pour but de réaliser le motif multicouche de gravure BF souhaité.
Typiquement, afin d'assurer un blindage et un bon drain thermique, une structure élémentaire donnée est séparée d'une structure élémentaire immédiatement adjacente par un élément de masse.
Dans ce cas, la portion de ligne coplanaire d'entrée et ladite ligne coplanaire de sortie s'étendent toutes deux au-delà d'un plan délimitant chaque rebord respectif du ou des éléments de masse séparant lesdites première et seconde structures élémentaires, de sorte que ladite ligne coplanaire de liaison est distante vers l'extérieur du ou 15 des élément(s) de masse.
Un procédé de fabrication d'un tel module comprend les étapes de :
- moulage d'un bloc parallélépipédique comprenant une pluralité de structures élémentaires empilées, chaque structure élémentaire comprenant une couche diélectrique inférieure sur une surface supérieure de laquelle est disposé un circuit intégré et une couche diélectrique supérieure recouvrant le circuit, - découpe dudit bloc suivant des plans de coupe 25 parallèles et intérieurs respectivement à des faces en regard dudit bloc pour faire apparaître deux nouvelles faces sur chacune desquelles apparaissent des ensembles respectifs d'extrémités de conducteurs de masse et conducteur de signal chacun associé à une ligne coplanaire, - métallisation desdites deux nouvelles faces, et - gravure desdites deux nouvelles faces métallisées pour former une ligne coplanaire de liaison reliant des extrémités de conducteurs de masse et conducteur de signal d'une ligne coplanaire d'entrée d'une première structure 35 élémentaire à des extrémités respectives de conducteurs de masse et conducteur de signal d'une ligne coplanaire de sortie d'une seconde structure élémentaire.
Dans le cas ou des éléments, ou plans, de masse sont prévus pour séparer deux structures élémentaires, le procédé
comprend, en outre, les étapes de:
- remoulage du bloc gravé pour recouvrir la -ligne coplanaire de liaison d'une enveloppe diélectrique, - attaque du bloc gravé remoulé sur au moins l'une de ses faces en des points en regard avec les chants des plans 10 de masse, de sorte à former des perforations d'accès entre chaque plan de masse et l'extérieur, et - blindage du bloc par métallisation totale du bloc, ledit blindage étant en connexion électrique avec les plans de masse à travers lesdites perforations d'accès 15 métallisées.
Selon une seconde variante de l'invention, un module compact hyperfréquence comprenant:
- une pluralité de structures élémentaires empilées formant bloc, chaque structure élémentaire comprenant une couche diélectrique inférieure sur une surface supérieure de laquelle est disposé un circuit intégré et une couche diélectrique supérieure recouvrant le circuit, et - une ligne de connexion pour connecter un premier circuit intégré monté sur une couche diélectrique inférieure 25 d'une première structure parmi ladite pluralité de structures à un second circuit intégré monté sur une couche diélectrique inférieure d'une seconde structure parmi ladite pluralité de structures, est caractérisé selon l'invention en ce qu'il comprend, en outre, - un élément de masse pour séparer chaque structure élémentaire donnée d'une structure élémentaire immédiatement adjacente, et en ce que ladite ligne de connexion comprend une ligne coplanaire d'entrée qui est disposée sur la surface supérieure de la couche diélectrique inférieure de la première structure, une ligne coplanaire de sortie qui est disposée sur la surface supérieure de la couche diélectrique inférieure de la seconde structure, et une ligne de liaison comprenant, d'une part, un premier brin conducteur de signal reliant un conducteur de signal de la ligne coplanaire d'entrée et un conducteur de signal de la ligne coplanaire de sortie à travers un premier trou traversant chaque couche diélectrique inférieure et supérieure ainsi que chaque élément de masse séparant lesdites deux circuits, et, 10 d'autre part, au moins un second brin conducteur de masse reliant au moins l'un des conducteurs de masse de la ligne coplanaire d'entrée à au moins l'un des conducteurs de masse de la ligne coplanaire de sortie à travers un second trou respectif traversant chaque couche diélectrique inférieure et supérieure ainsi que chaque élément de masse séparant lesdits deux circuits.
Avantageusement, ledit au moins un second brin conducteur de masse est en contact avec chaque élément de masse séparant les deux circuits.
Ledit au moins un second brin conducteur de masse est par exemple formé par métallisation d'un second trou.
En outre, les deux conducteurs de masse de chacune des lignes coplanaires d'entrée et de sortie peuvent etre reliées entre eux à leurs extrémités respectives par un conducteur de masse additionnel.
L'on peut prévoir, une pluralité de seconds brins reliant entre eux les conducteurs de masse et conducteur de masse additionnel de la ligne coplanaire d'entrée et les conducteurs de masse et conducteur de masse additionnel de la ligne coplanaire de sortie, cette pluralité de seconds brins étant disposée en arc de cercle.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaltront plus clairement à la lecture de la 35 description suivante, en référence aux dessins annexés correspondants, dans lesquels :
2~ ~ l 77 1 - la figure 1 est une vue en perspective d'un module hyperfréquence selon l'invention, dans laquelle est représentée une liaison par ligne coplanaire entre deux circuits intégrés;
5- la figure 2 est une vue en coupe transversale du module de la figure 1;
- la figure 3 montre, selon une première variante de l'invention, une vue en perspective détaillée d'une liaison par ligne coplanaire entre deux circuits intégrés appartenant respectivement à deux étages distincts du module;
- la figure 4 montre, selon une seconde variante de l'invention, une vue en perspective détaillée d'une liaison par trou métallisé entre deux circuits intégrés appartenant respectivement à deux étages distincts du module;
- la figure 5 est une vue en coupe de la réalisation de la figure 4;
- la figure 6 est une vue en coupe transversale d'un module selon l'invention en cours de fabrication; et 20- la figure 7 est une vue en coupe transversale du module pour illustrer des plans de coupe successifs définis lors cette fabrication pour l'obtention d'un module selon l'invention.
25En référence aux figures 1 et 2, un module hyperfréquence selon l'invention comprend au moins deux de structures élémentaires empilées qui forment ensemble un bloc. Chaque structure élémentaire comprend un ou plusieurs circuits intégrés, ou puces, 20, 21, 22 qui sont disposés entre deux couches de substrat diélectrique qui forme ensemble une enveloppe diélectrique 15, 14, 13 du ou des circuits intégrés de la structure élémentaire considérée.
Ainsi, à titre d'exemple, pour la structure élémentaire incluant le circuit 20, ce circuit 20 est logé dans l'enveloppe diélectrique 15 constitué d'une couche diélectrique inférieure 15a sur une surface supérieure de 22!~1 771 laquelle est disposé le circuit intégré 20, et d'une couche diélectrique supérieure 15b recouvrant le circuit. En pratique, l'on distingue les couches diélectriques inférieure - 15a, 14a, 13a - et supérieure - 15b, 14b, 13b -5 de chaque structure élémentaire car elles sont implantéessuccessivement lors de la fabrication du module, comme cela apparaîtra plus clairement dans la suite de la description.
Chaque structure élémentaire peut être séparée d'une structure élémentaire immédiatement adjacente par un plan de lO masse 10, 11, 12. Entre deux structures élémentaires immédiatement adjacentes inférieure et supérieure, le plan de masse 11 est typiquement disposé entre la couche diélectrique inférieure 14a de la structure élémentaire supérieure et la couche diélectrique supérieure 15b de la structure élémentaire inférieure. Dans les figures 1 et 2, le plan de masse 11 sépare la structure élémentaire incluant le composant 20 de la structure élémentaire incluant le composant 21.
Il va maintenant être décrit avec plus de détails, selon une première réalisation de l'invention, une liaison par ligne coplanaire entre deux circuits intégrés 20 et 21 appartenant respectivement à deux structures élémentaires.
Dans cette liaison par ligne coplanaire, il est supposé que le circuit 20 produit en sortie un signal à appliquer à une entrée du circuit 21. Dans les figures annexées, les deux circuits intégrés 20 et 21 appartiennent respectivement à
deux structures élémentaires qui sont immédiatement adjacentes. Néanmoins, l'homme du métier conviendra que les structures élémentaires auxquelles appartiennent les circuits 20 et 21 peuvent être séparées par une ou plusieurs autre(s) structure(s) élémentaire(s).
En se référant, en outre, à la figure 3, le circuit 21 est monté sur et mis à la masse par un conducteur de masse de support 21c, et est connecté à une ligne coplanaire 35 d'entrée 21a et une ligne coplanaire de sortie 21b. Les conducteur de masse de support 21c, ligne coplanaire 22~1 771 -d'entrée 21a et ligne coplanaire de sortie 21b sont portés par la couche diélectrique inférieure 14a de la structure élémentaire incluant le circuit 21. La ligne coplanaire d'entrée 21a, respectivement de sortie 21b, comprend deux 5 éléments conducteurs de masse 210a et 212a, respectivement 210b et 212b, encadrant et coplanaires avec un élément conducteur de signal 211a, respectivement 212a. Les deux éléments conducteurs de masse 210a et 212a de la ligne coplanaire d'entrée 21a et les deux éléments conducteurs de 10 masse 210b et 212b de la ligne coplanaire de sortie 21b sont reliés au conducteur de masse de support 21c pour prendre la forme générale d'une structure plane en H. L'élément conducteur de signal 211a est disposé coplanairement entre les deux branches 210a et 212a de la structure plane en H et l'élément conducteur de signal 211b est disposé
coplanairement entre les deux branches 210b et 212b de cette structure plane en H. Des extrémités respectives des éléments conducteurs de signal 211a et 211b, en regard avec le conducteur de masse de support 21c, sont connectées avec 20 des supports d'électrode du circuit 21 par des fils courbés 21e et 21s, respectivement. De même, le circuit 20 est monté
sur et mis à la masse par un conducteur de masse de support 20c, et est connecté à une ligne coplanaire d'entrée 20b et une ligne coplanaire de sortie 20a. Les conducteur de masse 25 de support 20c, ligne coplanaire d'entrée 20b et ligne coplanaire de sortie 20a sont portés par la couche diélectrique inférieure 15a de la structure élémentaire incluant le circuit 20. La ligne coplanaire d'entrée 20b, respectivement de sortie 20a, comprend deux éléments conducteurs de masse 200b et 202b, respectivement 200a et 202a, encadrant et coplanaires avec un élément conducteur de masse 201b, respectivement 201a. Les deux éléments conducteurs de masse 200b et 202b de la ligne coplanaire d'entrée 20b et les deux éléments conducteurs de masse 200a et 202a de la ligne coplanaire de sortie 20a sont reliés au conducteur de masse de support 20c pour prendre la forme 223! 771 générale d'une structure plane en H. L'élément conducteur de signal 201b est disposé coplanairement entre les deux branches 200b et 202b de la structure plane en H et l'élément conducteur de signal 201a est disposé
coplanairement entre les deux branches 200a et 202b de cette structure plane en H. Des extrémités respectives des éléments conducteurs de signal 201b et 201a, en regard avec le conducteur de masse de support 20c, sont connectées avec des supports d'électrode du circuit 20 par des fils courbés 20e et 20s, respectivement.
Une ligne coplanaire intermédiaire de liaison 30, comprenant deux conducteurs de masse 300 et 302, encadrant et coplanaires avec un élément conducteur de signal 301, établit une connexion entre la ligne coplanaire de sortie 20a et la ligne coplanaire d'entrée 21a. Le conducteur de masse 300, respectivement 302, relie une extrémité du conducteur de masse 210a, respectivement 212a, de la ligne coplanaire d'entrée 21a à une extrémité du conducteur de masse 200a, respectivement 202a, de la ligne coplanaire de sortie 20a. Le conducteur de signal 301 relie une extrémité
du conducteur de signal 211a de la ligne coplanaire d'entrée 21a à une extrémité du conducteur de signal 201a de la ligne coplanaire de sortie 20a.
Une telle liaison multi-niveaux "tout en ligne coplanaire" entre deux circuits appartenant respectivement à
deux structures élémentaires empilées offre une grande compacité du module résultant tout en garantissant une bonne propagation du signal entre les deux circuits 20 et 21.
Cette bonne propagation du signal entre les deux circuits 20 et 21 est assurée malgré la disposition perpendiculaire de la ligne coplanaire intermédiaire de liaison 30 par rapport aux lignes coplanaires d'entrée et de sortie 21a et 20a.
Cela résulte de la forme des lignes de champ se propageant dans les lignes coplanaires, ces lignes de champ étant sensiblement transversales aux lignes coplanaires.
Typiquement, pour une ligne coplanaire, les lignes de champ 2 ~
entre l'un des deux conducteurs de masse et le conducteur de signal et les lignes de champ entre l'autre de ces deux conducteurs de masse et le conducteur de signal sont de sens opposés.
En pratique, la propagation dans une ligne coplanaire peut ne pas s'effectuer selon ce mode fondamental coplanaire idéal quasi TEM dans lequel les champs électriques s'appliquent entre chaque conducteur de masse et le conducteur de signal. D'autres modes parasites viennent alors s'ajouter qu'il convient d'atténuer, voire d'inhiber, notamment par une géométrie appropriée des lignes coplanaires et une épaisseur de substrat à définir.
Parmi ces modes parasites, l'on notera notamment le mode "micro ruban" et le mode de volume "à plans 15 parallèles". Le premier de ces modes se caractérise par un champ électrique entre le conducteur de signal, par exemple 211a, et le plan de masse immédiatement inférieur 11, le second de ces modes définissant un champ électrique entre, d'une part, le conducteur de signal et les conducteurs de 20 masse, et, d'autre part, le plan de masse immédiatement inférieur. Le premier de ces modes peut etre atténué en choisissant une largeur du conducteur de signal 211a bien inférieure à l'épaisseur du substrat, ou couche inférieure 14a. L'on peut également choisir une largeur de fente entre 25 conducteur de masse et conducteur de signal faible par rapport à l'épaisseur de la ligne coplanaire. L'on peut encore utiliser un substrat d'épaisseur relativement élevée, typiquement de l'ordre de 400 ~m, sans que cette épaisseur soit trop importante car donnant naissance à un mode de type rectangulaire de type TE.
Comme montré dans la figure 3, dans le cas où un plan de masse 11 est prévu entre chaque structure élémentaire, la ligne coplanalre d'entrée 21a et la ligne coplanaire de sortie 20a s'étendent toutes deux au-delà d'un plan 35 délimitant chaque rebord respectif du ou des éléments de masse séparant les structures élémentaires auxquelles - 2~ ~1 7/1 appartiennent respectivement les circuits 20 et 21, de sorte que la ligne coplanaire de liaison est distante vers l'extérieur du ou des élément(s)) de masse séparant les deux structures considérées.
Avantageusement, dans tous les cas, la ligne coplanaire de liaison 30 est de préférence intégrée dans le module en étant recouverte d'une couche diélectrique, de sorte à éviter toute désadaptation électrique résultant de la propagation du signal dans des milieux, à savoir substrat et air, de permittivités respectives différentes.
En référence aux figures 4 et ~, il est maintenant décrit une seconde réalisation de l'invention. Au meme titre que dans la variante précédente, le circuit 21 est monté sur et mis à la masse par un conducteur de masse de support 21c, et est connecté à une ligne coplanaire d'entrée 21a et une ligne coplanaire de sortie 21b. Les conducteur de masse de support 21c, ligne coplanaire d'entrée 21a et ligne coplanaire de sortie 2lb sont portés par la couche 20 diélectrique inférieure 14a de la structure élémentaire incluant le circuit 21. La portion de ligne coplanaire d'entrée 21a, respectivement de sortie 21b, comprend deux éléments conducteurs de masse 210a et 212a, respectivement 210b et 212b, encadrant et coplanaires avec un élément conducteur de masse 211a, respectivement 212a. Les deux éléments conducteurs de masse 210a et 212a de la ligne coplanaire d'entrée 21a et les deux éléments conducteurs de masse 210b et 212b de la ligne coplanaire de sortie 21b sont reliés au conducteur de masse de support 21c pour prendre la forme générale d'une structure plane en H. L'élément conducteur de signal 211a est disposé coplanairement entre les deux branches 210a et 212a de la structure plane en H et l'élément conducteur de signal 211b est disposé
coplanairement entre les deux branches 210b et 212b de cette structure plane en H. Des extrémités respectives des éléments conducteurs de signal 211a et 211b, en regard avec le conducteur de masse de support 21c, sont connectées avec des supports d'électrode du circuit 21 par des fils courbés 21e et 21s, respectivement. Par ailleurs, le circuit 20 est monté sur et mis à la masse par un conducteur de masse de support 20c, et est connecté à une ligne coplanaire d'entrée 20b et une ligne coplanaire de sortie 20a. Les conducteur de masse de support 20c, ligne coplanaire d'entrée 20b et ligne coplanaire de sortie 20a sont portés par la couche diélectrique inférieure 15a de la structure élémentaire incluant le circuit 20. La ligne coplanaire d'entrée 20b, respectivement de sortie 20a, comprend deux éléments conducteurs de masse 200b et 202b, respectivement 200a et 202a, encadrant et coplanaires avec un élément conducteur de masse 201b, respectivement 201a. Les deux éléments conducteurs de masse 200b et 202b de la ligne coplanaire d'entrée 20b et les deux éléments conducteurs de masse 200a et 202a de la ligne coplanaire de sortie 20a sont reliés au conducteur de masse de support 20c pour prendre la forme générale d'une structure plane en H. L'élément conducteur de signal 201b est disposé coplanairement entre les deux branches 200b et 202b de la structure plane en H et l'élément conducteur de signal 201a est disposé
coplanairement entre les deux branches 200a et 202b de cette structure plane en H. Des extrémités respectives des éléments conducteurs de signal 201b et 201a, en regard avec le conducteur de masse de support 20c, sont connectées avec des supports d'électrode du circuit 20 par des fils courbés 20e et 20s, respectivement. Dans cette seconde variante, chaque structure élémentaire donnée est séparée d'une structure élémentaire immédiatement adjacente par un plan de masse 11. Avantageusement, les deux conducteurs de masse 210a et 212a de la ligne coplanaire d'entrée 21a sont reliées entre eux à leurs extrémités respectives par un conducteur de masse additionnel 213a disposé
35 perpendiculairement aux conducteurs de masse, et les deux conducteurs de masse 200a et 202a de la ligne coplanaire de ~JI 111 -sortie 20a sont reliées entre eux à leurs extrémités respectives par un conducteur de masse additionnel 203a.
Dans cette seconde variante, la liaison entre la ligne coplanaire de sortie 20a et la ligne coplanaire d'entrée 21a est assurée par, d'une part, un premier brin conducteur de signal 311 reliant le conducteur de signal 211a de la ligne coplanaire d'entrée 21a et le conducteur de signal 201a de la ligne coplanaire de sortie 20a à travers un trou H
traversant chaque couche diélectrique inférieure et supérieure ainsi que chaque plan de masse 11 séparant les deux circuits 20 et 21, et, d'autre part, au moins un second brin conducteur de masse 310, 312 reliant au moins l'un des conducteurs de masse 210a, 212a de la ligne coplanaire d'entrée 21a à au moins l'un des conducteurs de masse 200A, 202a de la ligne coplanaire de sortie 21a à travers un trou traversant chaque couche diélectrique inférieure et supérieure ainsi que chaque élément de masse séparant les deux circuits 20 et 21.
Typiquement, chacun des seconds brins conducteurs de 20 masse 310, 312 est formé par métallisation de trou. Ainsi, le brin métallisé occupe la totalité du trou qu'il traverse.
En outre, afin d'assurer une parfaite homogénéité des potentiels de masse, chacun des seconds brins conducteurs de masse 310, 312 est en contact avec chaque plan de masse qui séparent les deux circuits 20 et 21. Selon une variante, un second brin de masse est constitué d'une pluralité de portions de brins. Si N désigne le nombre de plans de masse séparant les deux circuits 20 et 21, (N+1) portions de brins de masse sont prévues. Par rapport à un plan de masse donné, les extrémités de deux des (N+1) portions de brins de masse sont fixés en regard de part et d'autre du plan de masse.
Dans la figure 4, seuls deux brins conducteurs de masse 310 et 312 sont représentés. Néanmoins, comme montré
dans la figure 5, de manière tout à fait avantageuse, 35 plusieurs seconds brins 310, 312, 313 et 314 peuvent être utilisés pour relier entre eux les conducteurs de masse 22J'' 771 200a, 202a et conducteur de masse additionnel 203a de la ligne coplanalre de sortie 20a et lesdits conducteurs de masse 210a, 212a et conducteur de masse additionnel 213a de la ligne coplanaire d'entrée 21a. Au niveau d'une ligne coplanaire, telle que 21a, des extrémités respectives de ces seconds brins viennent au contact de la surface inférieure des conducteurs de masse 210a, 212a et conducteur de masse additionnel 213a de la ligne coplanaire d'entrée 21a, ces points de contact définissant par exemple un arc de cercle.
10 En pratique toute autre disposition peut être utilisée, en prévoyant plusieurs seconds brins entourant au moins partiellement le brin conducteur de signal 311. Cette alternative offre une propagation du signal entre ligne coplanaire de sortie 20a et ligne coplanaire d'entrée 21a de type ligne coaxiale, en raison de la disposition "périphérique" des seconds brins conducteurs de masse 310, 312, 313 et 314 autour du brin conducteur de signal 311.
En référence aux figures 6 et 7, il est maintenant présenté un procédé de fabrication d'un module selon l'invention, tel que décrit en référence aux figures 1 à 3.
Pour ce procédé, il est prévu un moule de forme parallélépipédique (non représenté) sur un fond obturé
duquel se dresse des moyens de guidage, par exemple sous la forme de deux tiges allongées 40 et 41. Une première structure élémentaire du module hyperfréquence compact selon l'invention est alors formée par introduction dans le moule de la couche diélectrique inférieure, ou substrat, 15a de la structure élémentaire considérée, cette couche supportant sur sa face supérieure les lignes coplanaires d'entrée et de sortie 20a et 20b ainsi que le circuit intégré 20. Le substrat 15a est muni de deux perforations transversales pour être guidé par les deux tiges allongées 40 et 41 lors de son introduction dans le moule. Puis de la résine R est déposée sur la face supérieure du substrat 15a pour former la couche supérieure 15b qui recouvre les lignes coplanaires d'entrée et de sortie 20a et 20b ainsi que le circuit intégré 20. Ensuite, une seconde structure élémentaire du module hyperfréquence compact est alors formée par introduction dans le moule de la couche diélectrique inférieure, ou substrat, 14a de cette seconde structure élémentaire, cette couche inférieure supportant sur sa face supérieure les lignes coplanaires d'entrée et de sortie 21a et 21b ainsi que le circuit intégré 21. De la résine R est alors déposée sur la face supérieure du substrat 14a pour former la couche supérieure 14b qui recouvre les lignes coplanaires d'entrée et de sortie 21a et 21b ainsi que le circuit intégré 21. Par réitération de ces opérations, une pluralité de structures élémentaires peuvent ainsi être empilées. Des entretoises 50, 51, respectivement 52, 53 disposées latéralement peuvent être prévues pour séparer les couches inférieures 15a, 14a ainsi successivement introduites, assurant ainsi une disposition parallèle de ces dernières. Après empilement du nombre souhaité de structures élémentaires, l'on démoule la structure résultante qui se présente sous la forme d'un parallélépipède.
En référence à la figure 7, cette structure parallélépipédique définissant quatre faces latérales F1, F2, F3 et F4 est ensuite découpée suivant les plans de coupe 100 et 101 parallèles et intérieurs respectivement aux faces en regard F1 et F3, faisant apparaître deux nouvelles faces Fa et Fb. Sur chacune ces deux faces Fa et Fb, apparaissent des extrémités respectives des conducteurs de masse et conducteur de signal des lignes coplanaires - d'entrée ou de sortie - des différentes structures élémentaires. Ces deux faces Fa et Fb sont alors métallisées par recouvrement de 30 métal. Les faces métallisées résultantes sont ensuite gravées pour former chaque ligne intermédiaire de liaison 30 existante entre une ligne coplanaire d'entrée et une ligne coplanaire de sortie. Cette gravure est obtenue par suppression d'une partie de la surface métallisée sur les 35 deux faces Fa et Fb.
. 22!J177 La structure parallélépipédique modifiée ainsi obtenue est réintroduite dans le moule en étant guidee par les deux tiges allongées 90 et 41. De la résine est injectée sur les côtés extérieurs des faces Fa et Fb de sorte à former une structure parallélépipédique remoulée de dimension égale à
la dimension de la première structure. Cette structure est alors démoulée pour être découpée, d'une part, suivant des plans de coupe 102 et 103 parallèles et intérieurs respectivement aux faces en regard F1 et F3, et, d'autre 10 part, suivant des plans de coupe 104 et 105 parallèles et intérieurs respectivement aux faces en regard F4 et F2. Est alors obtenue une structure parallélépipédique finale définie par les quatre faces latérales Fc, Fd, Fe et Ff. Les faces Fc et Fd sont naturellement extérieures respectivement aux faces Fa et Fb sur lesquelles sont inscrites les lignes coplanaires intermédiaires de liaison 30. Lorsqu'un plan de masse 11, 12 est prévu pour séparer deux modules immédiatement adjacents, pour chaque plan de masse, il est prévu d'attaquer, typiquement par laser, la résine sur au 20 moins l'une des faces Fc, Fd, Fe et Ff en des points en regard avec les chants de ce plan de masse de sorte à former une perforation d'accès entre le plan de masse et l'extérieur. La structure finale est ensuite métallisée sur toute sa surface en incluant les perforations d'accès. Cette enveloppe métallisée constitue un blindage du module, ce blindage étant en connexion électrique avec les plan de masse 11, 12.
Il n'a pas été fait mention jusqu'à présent des fils basse fréquence, ou BF, typiquement d'alimentation des circuits 20 et 21. Comme montré dans la figure 7, pour chaque structure élémentaire, ces fils 60, 61 sont portés par la face supérieure de la couche inférieure, ou substrat, 14a, 15a sur laquelle est monté le circuit intégré 21, 20.
Ces fils s'étendent vers les faces Fe et Ff. Ces faces Fe et Ff, qui sont métallisées en résultat de l'étape de métallisation décrite ci-dessus, sont alors gravées pour 22 ,1 771 former chaque fil intermédiaire de liaison avec une source de signal BF.
En pratique, il est possible d'étendre ce qui vient décrit à une réalisation par fils basse fréquence 5 multicouches. Dans ce cas, sont prévues des étapes itératives de moulage, attaque laser, métallisation de la face concernée et gravure. Une étape de moulage de rang P
est destinée à recouvrir de résine la gravure des fils BF
formée lors de l'étape de gravure de rang (P-l), une étape 10 d'attaque laser de rang P étant destinée à former des perforations d'accès à cette gravure de rang (P-1), et les étape de métallisation et gravure de rang P ayant pour but de réaliser le motif multicouche de gravure BF souhaité.
Claims (14)
1 - Module hyperfréquence comprenant:
- une pluralité de structures élémentaires empilées formant bloc, chaque structure élémentaire comprenant une couche diélectrique inférieure (14a, 15a) sur une surface supérieure de laquelle est disposé un circuit intégré (20, 21), et une couche diélectrique supérieure (15a, 15b) recouvrant le circuit (20, 21), et - une ligne de connexion (30) pour connecter un premier circuit intégré (20) monté sur une couche diélectrique d'une première structure parmi ladite pluralité
de structures à un second circuit intégré (21) monté sur une couche diélectrique d'une seconde structure parmi ladite pluralité de structures, caractérisé en ce que la ligne de connexion (20a, 30, 21a) comprend une ligne coplanaire d'entrée (21a) disposée sur la surface supérieure de la couche diélectrique inférieure de la première structure, une ligne coplanaire de sortie (20a) disposée sur la surface supérieure de la couche diélectrique inférieure de la seconde structure, et une ligne coplanaire de liaison (30) reliant une extrémité de la ligne coplanaire d'entrée et une extrémité de la ligne coplanaire de sortie.
- une pluralité de structures élémentaires empilées formant bloc, chaque structure élémentaire comprenant une couche diélectrique inférieure (14a, 15a) sur une surface supérieure de laquelle est disposé un circuit intégré (20, 21), et une couche diélectrique supérieure (15a, 15b) recouvrant le circuit (20, 21), et - une ligne de connexion (30) pour connecter un premier circuit intégré (20) monté sur une couche diélectrique d'une première structure parmi ladite pluralité
de structures à un second circuit intégré (21) monté sur une couche diélectrique d'une seconde structure parmi ladite pluralité de structures, caractérisé en ce que la ligne de connexion (20a, 30, 21a) comprend une ligne coplanaire d'entrée (21a) disposée sur la surface supérieure de la couche diélectrique inférieure de la première structure, une ligne coplanaire de sortie (20a) disposée sur la surface supérieure de la couche diélectrique inférieure de la seconde structure, et une ligne coplanaire de liaison (30) reliant une extrémité de la ligne coplanaire d'entrée et une extrémité de la ligne coplanaire de sortie.
2 - Module conforme à la revendication 1, caractérisé
en ce qu'une structure élémentaire donnée est séparée d'une structure élémentaire immédiatement adjacente par un élément de masse (10, 11).
en ce qu'une structure élémentaire donnée est séparée d'une structure élémentaire immédiatement adjacente par un élément de masse (10, 11).
3 - Module conforme à la revendication 2, caractérisé
en ce que ladite portion de ligne coplanaire d'entrée (21a) et ladite ligne coplanaire de sortie (20a) s'étendent toutes deux au-delà d'un plan délimitant chaque rebord respectif du ou des éléments de masse (11) séparant lesdites première et seconde structures élémentaires, de sorte que ladite ligne coplanaire de liaison (30) est distante vers l'extérieur du ou des élément(s) de masse (11).
en ce que ladite portion de ligne coplanaire d'entrée (21a) et ladite ligne coplanaire de sortie (20a) s'étendent toutes deux au-delà d'un plan délimitant chaque rebord respectif du ou des éléments de masse (11) séparant lesdites première et seconde structures élémentaires, de sorte que ladite ligne coplanaire de liaison (30) est distante vers l'extérieur du ou des élément(s) de masse (11).
4 - Module compact hyperfréquence comprenant:
- une pluralité de structures élémentaires empilées formant bloc, chaque structure élémentaire comprenant une couche diélectrique inférieure (14a, 15a) sur une surface supérieure de laquelle est disposé un circuit intégré (20, 21) et une couche diélectrique supérieure (14b, 15b) recouvrant le circuit (20, 21), et - une ligne de connexion (20a, 31, 20b) pour connecter un premier circuit intégré (20) monté sur une couche diélectrique inférieure d'une première structure parmi ladite pluralité de structures à un second circuit intégré
(21) monté sur une couche diélectrique inférieure d'une seconde structure parmi ladite pluralité de structures, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, - un élément de masse (10, 11) pour séparer chaque structure élémentaire donnée d'une structure élémentaire immédiatement adjacente, et en ce que ladite ligne de connexion comprend une ligne coplanaire d'entrée (21a) qui est disposée sur la surface supérieure de la couche diélectrique inférieure de la première structure, une ligne coplanaire de sortie qui est disposée sur la surface supérieure de la couche diélectrique inférieure de la seconde structure, et une ligne de liaison comprenant, d'une part, un premier brin conducteur de signal (311) reliant un conducteur de signal (211a) de la ligne coplanaire d'entrée (21a) et un conducteur de signal (20a) de la ligne coplanaire de sortie (20a) à travers un premier trou (H) traversant chaque couche diélectrique inférieure et supérieure ainsi que chaque élément de masse séparant lesdites deux circuits, et, d'autre part, au moins un second brin conducteur de masse (310-314) reliant au moins l'un des conducteurs de masse de la ligne coplanaire d'entrée à au moins l'un des conducteurs de masse de la ligne coplanaire de sortie à travers un second trou respectif traversant chaque couche diélectrique inférieure et supérieure ainsi que chaque élément de masse séparant lesdits deux circuits (20, 21).
- une pluralité de structures élémentaires empilées formant bloc, chaque structure élémentaire comprenant une couche diélectrique inférieure (14a, 15a) sur une surface supérieure de laquelle est disposé un circuit intégré (20, 21) et une couche diélectrique supérieure (14b, 15b) recouvrant le circuit (20, 21), et - une ligne de connexion (20a, 31, 20b) pour connecter un premier circuit intégré (20) monté sur une couche diélectrique inférieure d'une première structure parmi ladite pluralité de structures à un second circuit intégré
(21) monté sur une couche diélectrique inférieure d'une seconde structure parmi ladite pluralité de structures, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, - un élément de masse (10, 11) pour séparer chaque structure élémentaire donnée d'une structure élémentaire immédiatement adjacente, et en ce que ladite ligne de connexion comprend une ligne coplanaire d'entrée (21a) qui est disposée sur la surface supérieure de la couche diélectrique inférieure de la première structure, une ligne coplanaire de sortie qui est disposée sur la surface supérieure de la couche diélectrique inférieure de la seconde structure, et une ligne de liaison comprenant, d'une part, un premier brin conducteur de signal (311) reliant un conducteur de signal (211a) de la ligne coplanaire d'entrée (21a) et un conducteur de signal (20a) de la ligne coplanaire de sortie (20a) à travers un premier trou (H) traversant chaque couche diélectrique inférieure et supérieure ainsi que chaque élément de masse séparant lesdites deux circuits, et, d'autre part, au moins un second brin conducteur de masse (310-314) reliant au moins l'un des conducteurs de masse de la ligne coplanaire d'entrée à au moins l'un des conducteurs de masse de la ligne coplanaire de sortie à travers un second trou respectif traversant chaque couche diélectrique inférieure et supérieure ainsi que chaque élément de masse séparant lesdits deux circuits (20, 21).
5 - Module conforme à la revendication 4, caractérisé
en ce que ledit au moins un second brin conducteur de masse est en contact avec chaque élément de masse séparant lesdits deux circuits (20, 21).
en ce que ledit au moins un second brin conducteur de masse est en contact avec chaque élément de masse séparant lesdits deux circuits (20, 21).
6 - Module conforme à la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que ledit au moins un second brin conducteur de masse est formé par métallisation dudit second trou.
7 - Module conforme à l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les deux conducteurs de masse de chacune desdites lignes coplanaires d'entrée et de sortie sont reliées entre eux à leurs extrémités respectives par un conducteur de masse additionnel (203a, 213a).
8 - Module conforme à la revendication 7, caractérisé
par une pluralité de seconds brins (310-314) reliant entre eux lesdits conducteurs de masse et conducteur de masse additionnel de la ligne coplanaire d'entrée et lesdits conducteurs de masse et conducteur de masse additionnel de la ligne coplanaire de sortie, ladite pluralité de seconds brins conducteurs de signal entourant au moins partiellement ledit premier conducteur de signal.
par une pluralité de seconds brins (310-314) reliant entre eux lesdits conducteurs de masse et conducteur de masse additionnel de la ligne coplanaire d'entrée et lesdits conducteurs de masse et conducteur de masse additionnel de la ligne coplanaire de sortie, ladite pluralité de seconds brins conducteurs de signal entourant au moins partiellement ledit premier conducteur de signal.
9 - Module conforme à la revendication 8, caractérisé
en ce que ladite pluralité de seconds brins est disposée en arc de cercle autour dudit premier conducteur de signal.
en ce que ladite pluralité de seconds brins est disposée en arc de cercle autour dudit premier conducteur de signal.
- Antenne active comprenant une pluralité de modules, caractérisé en ce que chacun de ces modules est conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.
11 - Procédé de fabrication d'un module conforme à
l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de :
- moulage d'un bloc parallélépipédique comprenant une pluralité de structures élémentaires empilées, chaque structure élémentaire comprenant une couche diélectrique inférieure sur une surface supérieure de laquelle est disposé un circuit intégré (20, 21) et une couche diélectrique supérieure recouvrant le circuit, - découpe (100, 101) dudit bloc suivant des plans de coupe parallèles et intérieurs respectivement à des faces en regard (F1, F2) dudit bloc pour faire apparaître deux nouvelles faces (Fa, Fb) sur chacune desquelles apparaissent des ensembles respectifs d'extrémités de conducteurs de masse et conducteur de signal chacun associé à une ligne coplanaire, - métallisation desdites deux nouvelles faces (Fa, Fb), et - gravure desdites deux nouvelles faces métallisées pour former une ligne coplanaire de liaison reliant des extrémités de conducteurs de masse et conducteur de signal d'une ligne coplanaire d'entrée d'une première structure élémentaire à des extrémités respectives de conducteurs de masse et conducteur de signal d'une ligne coplanaire de sortie d'une seconde structure élémentaire.
l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de :
- moulage d'un bloc parallélépipédique comprenant une pluralité de structures élémentaires empilées, chaque structure élémentaire comprenant une couche diélectrique inférieure sur une surface supérieure de laquelle est disposé un circuit intégré (20, 21) et une couche diélectrique supérieure recouvrant le circuit, - découpe (100, 101) dudit bloc suivant des plans de coupe parallèles et intérieurs respectivement à des faces en regard (F1, F2) dudit bloc pour faire apparaître deux nouvelles faces (Fa, Fb) sur chacune desquelles apparaissent des ensembles respectifs d'extrémités de conducteurs de masse et conducteur de signal chacun associé à une ligne coplanaire, - métallisation desdites deux nouvelles faces (Fa, Fb), et - gravure desdites deux nouvelles faces métallisées pour former une ligne coplanaire de liaison reliant des extrémités de conducteurs de masse et conducteur de signal d'une ligne coplanaire d'entrée d'une première structure élémentaire à des extrémités respectives de conducteurs de masse et conducteur de signal d'une ligne coplanaire de sortie d'une seconde structure élémentaire.
12 - Procédé conforme à la revendication 11, pour la fabrication d'un module tel que défini dans la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, les étapes de:
- remoulage du bloc gravé pour recouvrir la ligne coplanaire de liaison d'une enveloppe diélectrique, et - attaque du bloc gravé remoulé sur au moins l'une de ses faces en des points en regard avec les chants d'un élément de masse de sorte à former des perforations d'accès entre chaque élément de masse et l'extérieur, et - blindage du bloc par métallisation totale du bloc, ledit blindage étant en connexion électrique avec les éléments de masse à travers lesdites perforations d'accès métallisées.
- remoulage du bloc gravé pour recouvrir la ligne coplanaire de liaison d'une enveloppe diélectrique, et - attaque du bloc gravé remoulé sur au moins l'une de ses faces en des points en regard avec les chants d'un élément de masse de sorte à former des perforations d'accès entre chaque élément de masse et l'extérieur, et - blindage du bloc par métallisation totale du bloc, ledit blindage étant en connexion électrique avec les éléments de masse à travers lesdites perforations d'accès métallisées.
13 - Procédé conforme à la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, une étape de gravure d'au moins une face dudit bloc métallisé pour former des fils de liaison basse fréquence.
14 - Procédé conforme à la revendication 13, caractérisé par des étapes itératives de remoulage dudit bloc métallisé gravé, attaque laser, métallisation puis gravure, pour la formation de fils basse fréquence multicouches.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9604249A FR2747239B1 (fr) | 1996-04-04 | 1996-04-04 | Module hyperfrequence compact |
| FR9604249 | 1996-04-04 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA2201771A1 true CA2201771A1 (fr) | 1997-10-04 |
Family
ID=9490914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA002201771A Abandoned CA2201771A1 (fr) | 1996-04-04 | 1997-04-03 | Module hyperfrequence compact |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5917388A (fr) |
| EP (1) | EP0800210B1 (fr) |
| CA (1) | CA2201771A1 (fr) |
| DE (1) | DE69715072T2 (fr) |
| FR (1) | FR2747239B1 (fr) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2759527B1 (fr) * | 1997-02-10 | 2002-07-19 | Alsthom Cge Alkatel | Structure monobloc de composants empiles |
| US9054094B2 (en) | 1997-04-08 | 2015-06-09 | X2Y Attenuators, Llc | Energy conditioning circuit arrangement for integrated circuit |
| US7321485B2 (en) | 1997-04-08 | 2008-01-22 | X2Y Attenuators, Llc | Arrangement for energy conditioning |
| US7301748B2 (en) | 1997-04-08 | 2007-11-27 | Anthony Anthony A | Universal energy conditioning interposer with circuit architecture |
| US7336468B2 (en) | 1997-04-08 | 2008-02-26 | X2Y Attenuators, Llc | Arrangement for energy conditioning |
| JP2000195720A (ja) * | 1998-10-22 | 2000-07-14 | Taiyo Yuden Co Ltd | 積層電子部品 |
| EP1069639B1 (fr) * | 1999-06-29 | 2006-04-26 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Module comportant un circuit à hautes fréquences |
| US6317011B1 (en) * | 2000-03-09 | 2001-11-13 | Avaya Technology Corp. | Resonant capacitive coupler |
| US6882239B2 (en) | 2001-05-08 | 2005-04-19 | Formfactor, Inc. | Electromagnetically coupled interconnect system |
| KR100435813B1 (ko) * | 2001-12-06 | 2004-06-12 | 삼성전자주식회사 | 금속 바를 이용하는 멀티 칩 패키지와 그 제조 방법 |
| JP4278617B2 (ja) * | 2002-11-12 | 2009-06-17 | 富士通株式会社 | 実装構造及び電子装置 |
| US6956445B2 (en) * | 2003-02-19 | 2005-10-18 | Electro-Tec Corp. | Broadband high-frequency slip ring system |
| US7675729B2 (en) | 2003-12-22 | 2010-03-09 | X2Y Attenuators, Llc | Internally shielded energy conditioner |
| US7466157B2 (en) * | 2004-02-05 | 2008-12-16 | Formfactor, Inc. | Contactless interfacing of test signals with a device under test |
| US7187256B2 (en) * | 2004-02-19 | 2007-03-06 | Hittite Microwave Corporation | RF package |
| KR100618378B1 (ko) * | 2005-02-25 | 2006-08-31 | 삼성전자주식회사 | 코플레나 웨이브가이드에서 평행 전송선으로 광대역 전송변환 장치 |
| JP2008535207A (ja) | 2005-03-01 | 2008-08-28 | エックストゥーワイ アテニュエイターズ，エルエルシー | 共平面導体を有する調整器 |
| US7817397B2 (en) | 2005-03-01 | 2010-10-19 | X2Y Attenuators, Llc | Energy conditioner with tied through electrodes |
| KR101390426B1 (ko) | 2006-03-07 | 2014-04-30 | 엑스2와이 어테뉴에이터스, 엘.엘.씨 | 에너지 컨디셔너 구조물들 |
| US7851709B2 (en) * | 2006-03-22 | 2010-12-14 | Advanced Semiconductor Engineering, Inc. | Multi-layer circuit board having ground shielding walls |
| US9000851B1 (en) * | 2011-07-14 | 2015-04-07 | Hittite Microwave Corporation | Cavity resonators integrated on MMIC and oscillators incorporating the same |
| US9123983B1 (en) | 2012-07-20 | 2015-09-01 | Hittite Microwave Corporation | Tunable bandpass filter integrated circuit |
| JP6222747B2 (ja) * | 2015-08-26 | 2017-11-01 | Ｎｅｃスペーステクノロジー株式会社 | 回路構造体 |
| DE102018105349A1 (de) | 2018-03-08 | 2019-09-12 | Infineon Technologies Ag | Vorrichtung mit mindestens einem Streifenleiter |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3303439A (en) * | 1965-06-14 | 1967-02-07 | Western Electric Co | Strip transmission line interboard connection |
| US4899118A (en) * | 1988-12-27 | 1990-02-06 | Hughes Aircraft Company | Low temperature cofired ceramic packages for microwave and millimeter wave gallium arsenide integrated circuits |
| US5057798A (en) * | 1990-06-22 | 1991-10-15 | Hughes Aircraft Company | Space-saving two-sided microwave circuitry for hybrid circuits |
| US5376561A (en) * | 1990-12-31 | 1994-12-27 | Kopin Corporation | High density electronic circuit modules |
| US5768109A (en) * | 1991-06-26 | 1998-06-16 | Hughes Electronics | Multi-layer circuit board and semiconductor flip chip connection |
| JPH0637202A (ja) * | 1992-07-20 | 1994-02-10 | Mitsubishi Electric Corp | マイクロ波ｉｃ用パッケージ |
| US5309122A (en) * | 1992-10-28 | 1994-05-03 | Ball Corporation | Multiple-layer microstrip assembly with inter-layer connections |
| US5406125A (en) * | 1993-04-15 | 1995-04-11 | Martin Marietta Corp. | Semiconductor device having a metalized via hole |
| US5545924A (en) * | 1993-08-05 | 1996-08-13 | Honeywell Inc. | Three dimensional package for monolithic microwave/millimeterwave integrated circuits |
| US5644277A (en) * | 1995-02-27 | 1997-07-01 | Hughes Aircraft Company | Three-wire-line vertical interconnect structure for multilevel substrates |
| US5689216A (en) * | 1996-04-01 | 1997-11-18 | Hughes Electronics | Direct three-wire to stripline connection |
-
1996
- 1996-04-04 FR FR9604249A patent/FR2747239B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-03-27 DE DE69715072T patent/DE69715072T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-03-27 EP EP97400698A patent/EP0800210B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1997-04-03 CA CA002201771A patent/CA2201771A1/fr not_active Abandoned
- 1997-04-03 US US08/825,956 patent/US5917388A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2747239B1 (fr) | 1998-05-15 |
| FR2747239A1 (fr) | 1997-10-10 |
| EP0800210A1 (fr) | 1997-10-08 |
| DE69715072T2 (de) | 2003-05-22 |
| EP0800210B1 (fr) | 2002-09-04 |
| DE69715072D1 (de) | 2002-10-10 |
| US5917388A (en) | 1999-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0800210B1 (fr) | Module hyperfréquence compact | |
| EP2510574B1 (fr) | Dispositif de transition hyperfréquence entre une ligne à micro-ruban et un guide d'onde rectangulaire | |
| EP0481417B1 (fr) | Dispositif d'alimentation d'un élément rayonnant fonctionnant en double polarisation | |
| EP0044779B1 (fr) | Doublets repliés en plaques pour très haute fréquence et réseaux de tels doublets | |
| EP0089084B1 (fr) | Structure d'antenne plane hyperfréquences | |
| EP0310463A1 (fr) | Boîtier pour circuit intégré de haute densité | |
| FR2772517A1 (fr) | Antenne multifrequence realisee selon la technique des microrubans et dispositif incluant cette antenne | |
| FR2772518A1 (fr) | Antenne a court-circuit realisee selon la technique des microrubans et dispositif incluant cette antenne | |
| FR2778024A1 (fr) | Structure de connexion pour lignes de guide d'ondes dielectrique | |
| FR2754108A1 (fr) | Transition entre un guide d'ondes a crete et un circuit planaire | |
| EP1617503A1 (fr) | Filtre fréquentiel et son procédé de réalisation | |
| EP0387955A1 (fr) | Boîtier pour circuit intégré hyperfréquences | |
| EP0651458B1 (fr) | Procédé de réalisation d'une antenne plane | |
| FR2547112A1 (fr) | Procede de realisation d'un circuit hybride et circuit hybride logique ou analogique | |
| EP2432072B1 (fr) | Symétriseur large bande sur circuit multicouche pour antenne réseau | |
| FR2958085A1 (fr) | Ligne de transmission haute frequence accordable | |
| EP0983616B1 (fr) | Procede et dispositif pour connecter deux elements millimetriques | |
| FR2649851A1 (fr) | Disposition d'un circuit integre sur un support de circuit | |
| WO2019110651A1 (fr) | Composant micro-ondes et procédé de fabrication associé | |
| EP0557176B1 (fr) | Dispositif d'alimentation pour antenne plaque à double polarisation croisée, et réseau équipé d'un tel dispositif | |
| EP0795907A1 (fr) | Circuit hyperfréquence multicouches à éléments actifs intégrés | |
| EP3537542B1 (fr) | Antenne tridimensionnelle | |
| FR2773272A1 (fr) | Antenne reseau et procede de realisation | |
| EP0627781A1 (fr) | Filtre passif et procédé de fabrication d'un tel filtre | |
| FR2954667A1 (fr) | Circuit imprime multicouche assemble par thermodiffusion |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FZDE | Discontinued |