DE10116489A1 - Elektrische Schaltungsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Es wird eine elektrische Schaltungsvorrichtung, insbesondere zur Verwendung in Funkempfangsvorrichtungen, vorgeschlagen, bei der eine elektrische Schaltung unter einer Abschirmhaube auf einer Leiterplatte angeordnet ist, wobei eine Schicht der Leiterplatte eine leitende, abschirmende Schicht darstellt, so dass auf der der Abschirmhaube abgewandten Seite elektrische Bauelemente unabgeschirmt angeordnet werden können. Die elektrische Schaltungsvorrichtung dient dazu, platzsparend einen abgeschirmten und einen nicht abgeschirmten Schaltungsteil auf einer Leiterplatte zu kombinieren.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer elektrischen Schaltungsvorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es sind schon elektrische Schaltungsvorrichtungen, insbesondere Hochfrequenzschaltungen, z. B. für Radioempfängervorrichtungen oder Schaltungen für Funkfernbedienungen für Fahrzeugzentralverriegelungssysteme bekannt, die auf einer Leiterplatte einschließlich einer kompletten Abschirmung angeordnet sind. Neben dem abgeschirmten Bereich sind weitere Leiterplatten erforderlich, die nicht abgeschirmt werden müssen oder die nicht mit in eine Abschirmung eingebracht werden dürfen, da sie gerade vor der von in der Abschirmung angeordneten Bauteilen ausgesandten elektromagnetischen Strahlung geschützt werden sollen. Hierzu sind weitere Leiterplattenabschnitte erforderlich. Aus der DE 33 25 359 C1 ist eine Abschirmung und Masseführung für eine Abstimmvorrichtung für elektrische Hochfrequenzaufnahme- und Wiedergabegeräte bekannt, bei der beiderseits an einer Schaltungsplatine durch Anlöten elektrische Bauteile elektrisch kontaktierend angeordnet sind und mit flächenhaften Leitungszügen miteinander verbunden sind. Von beiden Seiten der Schaltungsplatine werden auf die Platinenoberfläche Metallrahmen aufgebracht und mit Gehäusewänden abgeschlossen. Damit befinden sich die auf der Schaltungsplatine angeordneten elektrischen Bauteile alle innerhalb der Abschirmung.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße elektrische Schaltungsvorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass nur auf einer Seite eine Abschirmhaube angeordnet werden muß, während durch eine auf der der Abschirmhaube abgewandten Seite einer ersten Schicht eine Abschirmung durch eine zweite abschirmende, vorzugsweise leitende Schicht erfolgt. Hierdurch wird eine flexiblere und platzsparendere Anordnung der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltungsvorrichtung mit Abschirmhaube ermöglicht, da die erste, Bauelemente tragende Schicht mit der zweiten, abschirmenden Schicht direkt auf einen Träger aufgebracht werden kann, ohne dass auch auf der Rückseite ein Gehäusedeckel angeordnet werden muß.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen elektrischen Schaltungsvorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist, auf der der ersten Seite abgewandten Seite der zweiten Schicht eine dritte Schicht anzuordnen, auf der weitere elektrische Bauelemente angeordnet sind, die nicht in einen abgeschirmten Bereich fallen. Hierdurch kann auf die Anordnung weiterer Leiterplatten verzichtet werden, da auf der durch die drei Schichten gebildeten Leiterplatte sowohl elektrische Bauelemente in einem abgeschirmten Bereich als auch in einem nicht abgeschirmten Bereich anordbar sind. Außerdem können beide Seiten der aus den drei Schichten gebildeten Leiterplatte genutzt werden, so dass sich eine weitere Platzersparnis ergibt.

Weiterhin ist vorteilhaft, dass die zweite Schicht die Abschirmhaube durch die erste Schicht hindurch kontaktiert, da hierdurch die erste Schicht über die Größe der Abschirmhaube hinaus ausgedehnt werden kann, so dass weitere Bauelemente, auch neben der Abschirmhaube, angeordnet werden können.

Weiterhin ist vorteilhaft, dass eine Verbindung zwischen der Abschirmhaube und der zweiten Schicht als ein um die auf der ersten Schicht angeordneten Bauelemente umlaufender Ring ausgeführt ist, da hierdurch eine umfassende Abschirmung der elektrischen Bauelemente erreicht wird, wobei der Ring möglichst nah an die auf der ersten Schicht angeordneten elektrischen Bauelemente herangeführt ist, um einerseits die Größe der Abschirmhaube zu minimieren und andererseits eine möglichst gute Abschirmwirkung zu erzielen.

Weiterhin ist vorteilhaft, an der Abschirmhaube eine elektrische Durchführung anzuordnen, da hierdurch auf einfache Weise eine elektrische Kontaktierung von unter der Abschirmhaube angeordneten elektrischen Bauelementen möglich ist.

Weiterhin ist vorteilhaft, zumindest eine der drei Schichten aus einem flexiblen Material auszuführen, das auf eine starre Trägerschicht aufgebracht ist. Ferner können auch alle drei Schichten aus einem flexiblen Material sein, so dass diese als eine flexible Leiterplatte auf einen starren Träger, z. B. entsprechend der Kontur eines Formteils in einem Dashboard eines Kraftfahrzeugs, aufgebracht werden können.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße elektrische Schaltungsvorrichtung, Fig. 2 eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße elektrische Schaltungsvorrichtung und Fig. 3 den Einbau einer erfindungsgemäßen Schaltungsvorrichtung in ein Radio in einem Kraftfahrzeug.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In der Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße, elektrische Schaltungsvorrichtung 1 mit einer ersten Schicht 11 dargestellt, auf die erste elektrische Bauelemente 21 und zweite elektrische Bauelemente 22 mittels einer Lötverbindung 23 aufgebracht sind. Die ersten elektrischen Bauelemente 21 sind als Halbleiterbauelemente ausgeführt, z. B. Transistoren, integrierte Schaltkreise oder Mikroprozessoren. Die zweiten elektrischen Bauelemente 22 sind als passive Bauelemente, so z. B. Widerstände oder Kondensatoren, ausgeführt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit der Zeichnung ist jeweils nur eines der Bauelemente mit einem Bezugszeichen versehen. Die Lötverbindungen 23 sind mit elektrischen Leiterbahnen 24 verbunden, die vorzugsweise in der Form von Kupferbahnen auf die erste Schicht 11 aufgebracht sind. Die auf der ersten Schicht 11 angeordneten Bauelemente 21, 22 werden von einer Abschirmhaube 20 überdeckt, die aus einem leitenden Material, z. B. Blech, gefertigt ist. Die Abschirmhaube 20 kann in einem ersten Ausführungsbeispiel mit ihren Seitenrändern 25 eine in die erste Schicht 11 eingebrachte Öffnung durchstoßen oder sie liegt mit den Seitenrändern 25 auf der ersten Schicht 11 auf. Die Abschirmhaube 20 kontaktiert in einem Kontaktbereich 26 die zweite Schicht 12, wobei der Kontaktbereich 26 z. B. eine Lötverbindung beinhaltet ist. In einem Bereich einer Durchführung 27 führt eine Leiterbahn von dem Inneren der Abschirmhaube 20 von einem Bauelement, das unter der Abschirmhaube 20 auf der ersten Schicht 11 angeordnet ist, nach außen. In diesem Bereich weist die Abschirmhaube 20 eine Lücke auf, an deren Rand eine Isolierung 28 angebracht ist. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Isolierung 28 nicht auf der Abschirmhaube 20 aufgebracht, sondern die Leiterbahn 24 ist von einer isolierenden Lackschicht bedeckt. Die Leiterbahn 24 führt zu einem außerhalb der Abschirmhaube 20 auf der ersten Schicht angeordneten Steckkontakt 29, an den ein Kabel 30 angeschlossen werden kann. Ferner weist die Abschirmhaube 20 eine elektrische Durchführung 31 auf, an die über einen hierfür vorgesehenen Anschlußstecker 32 ein Koaxialkabel 33 anschließbar ist. Auf der der ersten Schicht zuweisenden Seite der elektrischen Durchführung 31 führen ein erster Anschluß 35 und ein zweiter Anschluß 34 jeweils zu geeigneten Anschlußpunkten zu den auf der ersten Schicht angeordneten elektrischen Bauelementen 21, 22 bzw. zu auf der ersten Schicht angeordneten Leiterbahnen 24. Auf der der ersten Schicht gegenüberliegenden Seite der zweiten Schicht ist eine dritte Schicht 13 angeordnet, auf der weitere elektrische Bauelemente 21', 22' angeordnet sind, die ebenfalls mit Leiterbahnen 24' und geeigneten Lötverbindungen 23' miteinander verbunden sind. Über das Koaxialkabel 33 erhaltene elektrische Signale werden von der unter der Abschirmhaube 20 angeordneten elektrischen Schaltung aus Bauelementen 21, 22 und Leiterbahnen 24 verarbeitet. Nach der Verarbeitung, bei der durch die Bauelemente 21, 22 elektromagnetische Strahlung, insbesondere in einem Hochfrequenzbereich, abgestrahlt werden kann, werden Ausgangssignale über die Leiterbahnen 24 an einen bzw. mehrere Steckkontakte 29 zur weiteren Verarbeitung ausgegeben. Dadurch, dass die Abschirmhaube 20 aus einem leitenden Material gefertigt ist, z. B. aus einem gebogenen Blech, wird die Abstrahlung elektromagnetischer Strahlung durch die Abschirmhaube 20 unterdrückt. Ebenso können sich elektromagnetische Strahlungen nicht durch die zweite Schicht, die ebenfalls ein leitendes Material beinhaltet, hindurch ausbreiten. Die zweite Schicht ist entweder ebenfalls ein dünnes Blech oder als eine auf ein Kunststoffsubstrat aufgebrachte Metallfolie ausgeführt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Abschirmhaube 20 und die zweite Schicht 12 mit einem Bezugspotenzial, vorzugsweise dem Massepotenzial verbunden. Die erste Schicht 11 und die dritte Schicht 13 sind aus einem nicht leitenden Material gefertigt, auf das dann zur Kontaktierung der Bauelemente Leiterbahnen, vorzugsweise Kupferbahnen, aufzubringen sind. Die erste Schicht 11 und die dritte Schicht 13 können starr ausgeführt sein, können jedoch auch als eine flexible Kunststoff-Folie ausgeführt sein. Bei einem in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann auch die dritte Schicht mit den darauf angeordneten Bauelementen weggelassen werden, und die zweite Schicht 12 kontaktiert direkt einen Träger, so dass bei einer entsprechend geformten Abschirmhaube 20 bzw. einer flexiblen Abschirmhaube 20 eine Anordnung an einem nicht eben geformten Träger möglich ist, z. B. einem Formteil in einem Kraftfahrzeug, z. B. auf der Rückseite einer Instrumententafel. Die elektrischen Bauelemente 21, 22 sind vorzugsweise in sogenannter SMD-Löttechnik auf der ersten Schicht 11 bzw. auf der dritten Schicht 13 angeordnet. In einem ersten Ausführungsbeispiel werden zunächst die erste Schicht 11 und die dritte Schicht 13 kontaktiert und anschließend mit der zweiten Schicht 12 verklebt. In einer weiteren Ausführungsform wird zunächst in einem Laminiervorgang eine aus den drei Schichten 11, 12, 13 bestehende Leiterplatte hergestellt, während anschließend die Bauelemente beidseitig angeordnet werden und danach die Abschirmhaube 20 entweder aufgesteckt oder festgelötet wird. In einem in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann auch zwischen der zweiten Schicht 12 und der dritten Schicht 13 eine Trägerschicht vorgesehen sein, auf die auf der einen Seite die dritte Schicht und auf der anderen Seite die zweite und die erste Schicht auflaminiert werden. Hierdurch können die drei Schichten aus einem flexiblen Material gefertigt werden, das auf einfache Weise auf eine aus einem nicht leitenden Material bestehende Trägerschicht aufgebracht werden kann.

In der Fig. 2 ist eine Aufsicht auf die erfindungsgemäße elektrische Schaltungsvorrichtung dargestellt. Hier und im folgenden bezeichnen die gleichen Bezugszeichen auch die gleichen Elemente. Die Abdeckhaube ist als ein rechteckiges Gehäuse auf die aus den drei Schichten 11, 12, 13 gebildete Leiterplatte aufgebracht. In einem Ausschnitt 40 sind gestrichelt die durch die Abschirmhaube abgedeckten Bauelemente 22, 21 und die Leiterbahnen 24 zwischen den Bauelementen 21, 22 dargestellt. Neben der Abschirmhaube 20 und Steckkontakten 29 sind auf der ersten Schicht 11 noch weitere elektrische Bauelemente 42 ebenfalls durch Leiterbahnen 43, die auch zum Teil in die Abschirmhaube 20 hineinführen, miteinander verbunden. An der ersten Schicht 11 sind ferner Steckkontakte 41 angeordnet, die z. B. ein Einschieben der aus den drei Schichten 11, 12, 13 gebildeten Leiterplatte in einen Einschubschacht mit darin vorgesehenen elektrischen Kontakten erlauben.

In Fig. 3 ist die erfindungsgemäße elektrische Schaltungsvorrichtung 1 in eine als Radioempfangsvorrichtung 50 ausgeführte Funkempfangsvorrichtung in einem Kraftfahrzeug eingebracht. Die Radioempfangsvorrichtung 50 weist ein Gehäuse 51 auf, in das über einen ersten Kontakt 52 ein Antennensignal einführbar ist, das über eine elektrische Zuleitung 53, vorzugsweise ein Koaxialkabel, zu der elektrischen Schaltungsvorrichtung 1 geführt wird. In einem ersten Ausführungsbeispiel wird das Koaxialkabel über die elektrische Durchführung 31 in die Abschirmhaube 20 geführt. Die elektrische Schaltungsvorrichtung ist in der Fig. 3 vereinfacht dargestellt. Die elektrische Schaltungsvorrichtung ist über Verbindungsleitungen 54 mit einer Ansteuereinheit 55 einer Anzeige 56 der Radioempfangsvorrichtung 50 verbunden. Ferner ist die elektrische Schaltungsvorrichtung 1 auch über die Verbindungsleitungen 54 mit einer Ansteuervorrichtung 57 einer Bedieneinrichtung 58 der Radioempfangsvorrichtung 50 verbunden. Über die Bedieneinrichtung 58 ist der Radioempfang steuerbar, indem z. B. in der Anzeige 56 angezeigte Sender auswählbar sind, deren Programm dann von einer als Rundfunkempfangsschaltung arbeitenden, unter der Abschirmvorrichtung angeordneten elektrischen Schaltung aus dem Antennensignal gewonnen wird. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dient die auf der dritten Schicht angeordnete elektrische Schaltung als eine Verstärkungsschaltung, die das von der unter der Abschirmhaube angeordneten Schaltung ermittelte Signal verstärkt und über eine Datenverbindung 59 an einen Audioausgang 60 weiterleitet, von dem ein Audiosignal zu einer Audioausgabeeinheit, vorzugsweise zu in dem Fahrzeug angeordneten Lautsprechern, ausgegeben wird. Die Radioempfangsvorrichtung 50 ist dabei vorzugsweise in einen in eine Instrumententafel 61 des Fahrzeugs eingebrachten, genormten Schacht eingebracht. Durch die Abschirmhaube 20 in Verbindung mit der zweiten Schicht 12 kann die Ausbreitung von störenden elektromagnetischen Wellen stark eingeschränkt werden. Durch die Abschirmung kann die Radioempfangsvorrichtung 50 entsprechend angepasst an Richtlinien zur Abstrahlung elektromagnetischer ausgeführt werden.

Claims (9)

1. Elektrische Schaltungsvorrichtung, wobei auf einer ersten Schicht elektrische Bauelemente angeordnet sind, wobei die elektrischen Bauelemente mit auf der ersten Schicht angeordneten Leiterbahnen elektrisch verbunden sind, wobei die elektrischen Bauelemente mit einer Abschirmhaube vorzugsweise aus einem elektrisch leitenden Material abgedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, dass auf der der Abschirmhaube (20) abgewandten Seite der ersten Schicht (11) eine zweite, leitende Schicht (12) angeordnet ist und dass die zweite Schicht (12) die Abschirmhaube (20) kontaktierend angeordnet ist.

2. Elektrische Schaltungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der der ersten Schicht (11) abgewandten Seite der zweiten Schicht (12) eine dritte Schicht (13) angeordnet ist und dass auf der dritten Schicht (13) weitere elektrische Bauelemente (21', 22') angeordnet sind.

3. Elektrische Schaltungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (12) die Abschirmhaube (20) durch die erste Schicht (11) hindurch kontaktiert.

4. Elektrische Schaltungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung zwischen der Abschirmhaube (20) und der zweiten Schicht (12) als ein um die auf der ersten Schicht (11) angeordneten Bauelemente (21, 22) umlaufender Ring ausgeführt ist.

5. Elektrische Schaltungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindung zwischen der Abschirmhaube (20) und der zweiten Schicht (12) Lücken (27) vorgesehen sind und dass in den Lücken (27) elektrische Signale zu den auf der ersten Schicht (11) unter der Abschirmhaube angeordneten Bauelementen (21, 22) führbar und/oder herausführbar sind.

6. Elektrische Schaltungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Abschirmhaube (20) eine elektrische Durchführung (31) angeordnet ist.

7. Elektrische Schaltungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der ersten, zweiten oder dritten Schicht (11, 12, 13) aus einem flexiblen Material gefertigt ist.

8. Elektrische Schaltungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der zweiten (12) und der dritten (13) Schicht eine Trägerschicht angeordnet ist.

9. Funkempfangsvorrichtung mit einer elektrischen Schaltungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere in einem Kraftfahrzeug.