Was muss vor der Qualifikation eines hermetischen HF-Gehäuses feststehen?
Vor der Qualifikation werden HF-Referenzebenen, Hohlraum- und Durchführungsgeometrie, Material- und Wärmestapel, Verschlussverfahren, Innenatmosphäre sowie Grob- und Feinleckprüfung eindeutig festgelegt. Ein hermetisches HF-Gehäuse ist nicht nur ein geschlossener Metallkasten. Es bildet eine definierte Barriere um MMICs, Hybride oder Mikrowellenschaltungen. HF-, Bias- und Steuerleitungen passieren Metall-, Keramik- oder Glasdurchführungen, der Boden führt Wärme ab und der Deckel schließt die Dichtung. Nach der Montage müssen Innenatmosphäre und elektromagnetische Referenzebenen erhalten bleiben. Ein spritzwassergeschütztes Gehäuse oder eine nicht hermetische Abschirmhaube erfüllt diese Aufgabe nicht.
HF-Übergang, Hohlraum und Massepfad gemeinsam entwerfen
Betriebsband, Portanzahl, Impedanz sowie Grenzwerte für Rückflussdämpfung, Einfügedämpfung, Isolation und Phase werden an benannten inneren und äußeren Referenzebenen definiert. Durchmesser und Dielektrikum der Durchführung, Stiftlänge, Launch-Geometrie, Wand- und Via-Masse sowie der Übergang zu Mikrostreifen, Stripline, Koax oder Hohlleiter bestimmen die parasitären Effekte. Hohlraumabmessung und Deckelhöhe sind auf Resonanzen, Kopplung und Feldkonzentration zu prüfen.
Werkstoffe, Verschluss und Wärmepfad abstimmen
Metall, Keramik, Glas, Lot, Hartlot, Beschichtung, Die-Attach und Deckel werden als zusammenhängender Stapel gewählt. Wärmeausdehnungskoeffizienten, Prozesstemperaturen, Schweiß- oder Lötbarkeit und Oberfläche beeinflussen Durchführungsstress, Bondbarkeit und Dichtheit. Wärmequelle, zulässige Chip- oder Bodentemperatur, Heatspreader, Bodenebenheit und externe Kühlfläche werden ebenso dokumentiert wie Evakuierung oder Trockenfüllung, Reinigung, Ausheizen, Getter und erlaubte Nacharbeit.
Dichtheit und HF-Verhalten nach Belastung nachweisen
Hermetizität ist ein Prüfergebnis und keine Materialbezeichnung. Festgelegt werden Leckprüfverfahren, Prüfgas, Druck, Haltezeit, Volumenkorrektur, Grob- und Feinleckgrenze und der Prüfzeitpunkt im Montageablauf. Nach den geforderten Temperaturwechsel-, Schock-, Vibrations- oder Druckbelastungen wird die Dichtheit erneut bewertet. Anschließend folgen HF-Messung der fertigen Übergänge, Isolations- und Durchgangsprüfung, Sichtprüfung von Nähten, Lötungen, Beschichtung und Durchführungen sowie die thermische Prüfung im endgültigen Einbau.
- Betriebsband, Porttopologie und innere und äußere Referenzebenen
- Durchführungsdielektrikum, Stift, Launch, Masse und Hohlraumresonanzen
- Gehäuse, Keramik oder Glas, Hartlot, Beschichtung, Deckel und CTE
- Verlustleistung, Heatspreader, Bodenebenheit und Kühlerschnittstelle
- Innenatmosphäre, Reinigung, Ausheizen, Verschluss und Nacharbeit
- Grob-/Feinleck-, Umwelt-, HF- und Thermo-Abnahmefolge
Nachweis und Abgrenzung
Die hermetische Eigenschaft ist für die fertig versiegelte Baugruppe mit Prüfverfahren und Grenzwert nachzuweisen. Erfasst sind abgedichtete HF-Gehäusekörper, Deckel, Header und integrierte Durchführungsübergänge; normale Schirmgehäuse, lösbare Koaxsteckverbinder, einzelne hermetische Penetratoren und vollständig bestückte Module mit anderer Beschaffungsaufgabe sind ausgeschlossen.