DE102007048159B4

DE102007048159B4 - Gehäuse zur Aufnahme elektrischer oder elektronischer Bauteile und/oder Komponenten, inbesondere Hochfrequenzkomponenten

Info

Publication number: DE102007048159B4
Application number: DE102007048159A
Authority: DE
Inventors: Knut Brenndörfer
Original assignee: EUBUS GmbH
Current assignee: EUBUS GmbH
Priority date: 2007-10-08
Filing date: 2007-10-08
Publication date: 2009-07-23
Anticipated expiration: 2027-10-09
Also published as: DE102007048159A1

Abstract

Gehäuse (1) zur Aufnahme elektrischer oder elektronischer Bauteile und/oder Komponenten, insbesondere Hochfrequenzkomponenten, mit mindestens einem unteren Deckel (2), mindestens einem oberen Deckel (3), mindestens einem zwischen den beiden Deckeln (2, 3) angeordneten das Gehäuse (1) nach außen im Wesentlichen abschließenden Rahmen (5) und mindestens einem den Rahmen (5) in einer Ausnehmung (13, 14, 15) im Wesentlichen durchgreifenden Anschlusselement (16, 17, 18) zum Anschluss einer Signal- und/oder Stromversorgungsleitung für die im Gehäuse (1) angeordneten elektrischen oder elektronischen Bauteile und/oder Komponenten,
wobei Deckel (2, 3) und Rahmen (5) im Wesentlichen aus einem nicht leitenden Material bestehen, die in das Gehäuseinnere (23) weisenden Flächen (6, 7) der beiden Deckel (2, 3) und die zu den beiden Deckeln (2, 3) weisenden Flächen (19, 20) des Rahmens (5) zumindest bereichsweise mit einem leitenden Material beschichtet sind, und die beiden Deckel (2, 3) und der Rahmen (5) im Bereich ihrer mit leitendem Material beschichteten...

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse zur Aufnahme elektrischer oder elektronischer Bauteile und/oder Komponenten, insbesondere Hochfrequenzkomponenten.
Gehäuse der in Rede stehenden Art finden insbesondere, jedoch keineswegs ausschließlich, als Steckergehäuse, insbesondere Hochfrequenz-Steckergehäuse, Verwendung, beispielsweise bei Kopplern, Signal- oder Powersplittern oder dergleichen. Die elektrischen Bauteile und/oder Komponenten sind dabei regelmäßig auf einer Leiterplatte innerhalb des Gehäuses angeordnet. Neben der reinen Aufnahme der Bauteile oder Komponenten dient dabei das Gehäuse ebenfalls zur elektrischen Abschirmung der Bauteile und Komponenten, um unerwünschte Störungen zu verhindern. Bekannte Steckergehäuse bestehen dazu im Wesentlichen vollständig aus Metall, beispielsweise aus einer Messinglegierung oder Aluminium. Nachteilig bei diesen bekannten Gehäusen ist insbesondere, dass diese ein vergleichsweise hohes Gewicht aufweisen und nur mit hohen Kosten herstellbar und montierbar sind.
Aus der DE 198 09 312 A1 und der DE 199 32 418 A1 ist jeweils ein gattungsgemäßes Gehäuse bekannt. Das Gehäuse umfasst jeweils einen Rahmenbereich, wobei dieser einstückig hergestellt ist. Durch diese massive Bauweise ergeben sich beispielsweise Nachteile wie Gewichtserhöhung, keine einfache Integration von Anschlusselementen sowie Bildung von Kreisströmen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gehäuse zur Aufnahme elektrischer oder elektronischer Bauteile und/oder Komponenten, insbesondere Hochfrequenzkomponenten, zu schaffen, das diese Nachteile nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird durch ein Gehäuse nach Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das Gehäuse zur Aufnahme elektrischer oder elektronischer Bauteile und/oder Komponenten, insbesondere Hochfrequenzkomponenten, gemäß der Erfindung weist also zunächst mindestens einen unteren Deckel, mindestens einen oberen Deckel und mindestens einen zwischen den beiden Deckeln angeordneten, das Gehäuse nach außen im Wesentlichen abschließenden Rahmen auf. Dabei wird zwischen den in das Innere des Gehäuses weisenden Flächen des Rahmens und den Innenflächen der beiden Deckel ein Raum gebildet, der zur Aufnahme der elektrischen oder elektronischen Bauteile und/oder Komponenten dient. Die Deckel können dabei sowohl ein- als auch mehrteilig ausgebildet sein.
Erfindungsgemäß ist der Rahmen mehrteilig aus mindestens zwei Rahmenteilen gebildet.
Weiter ist erfindungsgemäß mindestens ein den Rahmen in einer Ausnehmung im Wesentlichen durchgreifendes Anschlusselement zum Anschluss einer Signal- und/oder Stromversorgungsleitung für die im Gehäuse angeordneten elektrischen oder elektronischen Bauteile und/oder Komponenten vorgesehen. Dies kann beispielsweise ein Hochfrequenzstecker oder eine Hochfrequenzbuchse sein.
Im Gegensatz zu den bekannten metallischen Gehäusen bestehen Deckel und Rahmen im Wesentlichen aus einem nicht leitenden Material, beispielsweise aus einem nicht leitenden Kunststoff, wobei jedoch die in das Gehäuseinnere weisenden Flächen der beiden Deckel und die zu den beiden Deckeln weisenden Flächen des Rahmens zumindest bereichsweise mit einem leitenden Material beschichtet sind und die beiden Deckel und der Rahmen im Bereich ihrer mit leitendem Material beschichteten Flächen leitend miteinander verbindbar sind. Der Begriff „leitend" in der Diktion der vorliegenden Erfindung bedeutet zumindest elektrisch leitend.
Dies bedeutet mit anderen Worten, dass zunächst einmal das Gehäuse aus einem im Vergleich zu einem metallischen Gehäuse vergleichsweise leichten Material, insbesondere Kunststoff, bestehen kann. Durch die metallische Beschichtung, die auf grundsätzlich beliebige Weise hergestellt sein kann, beispielsweise nach Art einer Sandwichstruktur, durch Aufkleben, Bedampfen oder dergleichen, wird eine im wesentlichen käfigartige Abschirmung des Innenraums und damit der elektrischen oder elektronischen Bauteile und/oder der Komponenten, insbesondere Hochfrequenzkomponenten, erreicht.
Insbesondere wenn Deckel und oder Rahmen aus einem üblichen Leiterplattenmaterial bestehen, lassen sich diese in einfacher und kostengünstiger Weise durch Schneiden, Stanzen, Sägen oder dergleichen aus einer Leiterplatte herstellen.
Um eine vollständig geschlossene Abschirmung des Gehäuses herzustellen, kann der Rahmen mit einer leitfähigen Verbindung versehen sein, die die beiden zu den beiden Deckeln weisenden Flächen des Rahmens elektrisch leitend miteinander verbindet. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass auch die zum Innenraum des Gehäuses weisende Fläche des Rahmens mit einem leitenden Material beschichtet ist. Nach einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung jedoch weist der Rahmen eine Mehrzahl von im Wesentlichen nebeneinander angeordneten durchgehenden Bohrungen auf, die sich im Wesentlichen senkrecht zu den zu den Deckeln weisenden Flachen des Rahmens erstrecken, wobei deren Innenflächen zumindest im Wesentlichen mit leitendem Material derart beschichtet sind, dass sich eine leitende Verbindung zwischen den zu den Deckeln des Gehäuses weisenden Flächen des Rahmens ergibt. Dadurch ergibt sich im Bereich der Rahmen eine gitterartige Abschirmstruktur.
Die Wirksamkeit der elektrischen Abschirmung im Bereich des Rahmens hängt beispielsweise von der Anzahl und Anordnung der innen beschichteten Bohrungen ab. Um eine besonders wirksame Abschirmung zu erreichen, sind nach einem weiteren Ausführungsbeispiel die Bohrungen in mindestens zwei Reihen nebeneinander angeordnet, wobei die Bohrungen jeweils benachbarter Reihen zueinander versetzt sind. Dadurch lassen sich in einfacher Weise die Gitterlücken nahezu beliebig klein gestalten oder sogar völlig eliminieren.
Ebenso können mindestens zwei Rahmen im Gehäuse übereinander angeordnet sein.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel kann im Gehäuse mindestens eine Grundplatte vorgesehen sein, die zwischen dem Rahmen und dem unteren Deckel, dem Rahmen und dem oberen Deckel und/oder bei mehreren Rahmen zwischen zwei Rahmen angeordnet ist. Dabei kann die Grundplatte im Wesentlichen vollflächig oder aber mit Ausnehmungen ausgebildet sei. Durch die Verwendung einer Grundplatte wird zum einen die mechanische Stabilität eines erfindungsgemäßen Gehäuses erhöht und zum anderen kann durch die Dicke der Grundplatte der Abstand zwischen den beiden Deckeln verändert werden, um genügend Montageraum beispielsweise für die verwendeten Anschlusselemente zu schaffen.
Die elektrischen oder elektronischen Bauteile oder Komponenten können in einfachster Weise separat im Innenraum des Gehäuses angeordnet sein. Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel jedoch ist mindestens eine Trägerplatte vorgesehen, auf bzw. an der die elektrischen oder elektronischen Bauteile oder Komponenten angeordnet sind. Vorzugsweise ist dabei die Trägerplatte als Leiterplatte aus nicht leitendem Material ausgebildet und auf beiden Plattenflächen zumindest bereichsweise mit leitendem Material beschichtet.
Nach einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Trägerplatte zumindest bereichsweise zwischen dem Rahmen und dem unteren Deckel, dem Rahmen und dem oberen Deckel, dem Rahmen und der Grundplatte und/oder, bei mehreren Rahmen, zwischen zwei Rahmen angeordnet, wobei die mit dem leitenden Material beschichteten Bereiche der Trägerplatte in elektrisch leitenden Kontakt mit den benachbarten Rahmen, Grundplatte und/oder Deckel gelangen. Damit wird die Trägerplatte selbst Teil der käfigartigen Abschirmung.
Insbesondere wenn die Trägerplatte zwischen zwei Rahmen angeordnet ist, können die elektrischen oder elektronischen Bauteile oder Komponenten auf beiden Seiten der Trägerplatte angeordnet sein, das heißt, dass beispielsweise eine entsprechende Leiterplatte beidseitig bestückt bzw. belötet oder beklebt sein kann.
Um auch bei einer Verwendung einer Grund- oder Trägerplatte die seitliche Abschirmung noch zu verbessern, sind nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Grundplatte und/oder die Trägerplatte zumindest bereichsweise mit durchgehenden Bohrungen versehen, die in Form und/oder Anordnung den Bohrungen des Rahmens entsprechen, wobei deren Innenflächen zumindest im Wesentlichen mit leitendem Material derart beschichtet sind, dass sich eine leitende Verbindung zwischen den zu den benachbarten Gehäuseteilen weisenden Flächen der Grundplatte und/oder der Trägerplatte ergibt. Dadurch erstreckt sich die dadurch gebildete gitterartige Abschirmung im Wesentlichen über die gesamte Höhe der Seitenkanten des Gehäuses.
Um eine leichte und insbesondere passgenaue Montage des erfindungsgemäßen Gehäuses zu erreichen, sind nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Mehrzahl von Montagehilfsbohrungen vorgesehen, die sämtliche Gehäuseteile durchgreifen und jeweils so zueinan der fluchten, dass jeweils ein Passstift in jede Montagehilfsbohrung sämtliche Gehäuseteile durchgreifend steckbar ist. Zur Montage werden in einfacher Weise sämtliche Gehäuseteile einschließlich Trägerplatte in der vorgesehenen Reihenfolge auf die Passstifte gesteckt und so in einer genau definierten Relativposition gehalten.
Vorzugsweise sind sämtliche Gehäuseteile einschließlich Trägerplatte zueinander fixierbar ausgebildet. Dies kann beispielsweise durch Verschrauben, mittels einer oder mehrerer Montageklammern oder dergleichen geschehen. Wesentlich dabei ist jedoch, dass neben einer mechanischen Fixierung die elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den Gehäuseteilen sichergestellt ist.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Gehäusebauteile miteinander lösbar oder unlösbar verklebt werden, insbesondere unter Verwendung eines elektrisch leitfähigen Klebstoffes.
Ganz besonders vorzugsweise jedoch können die Gehäuseteile miteinander verlötet werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein entsprechendes Lötmedium, beispielsweise eine Lötpaste, vor der Montage auf die insbesondere leitend zu verbindenden Flächenbereiche der Gehäusebauteile aufgetragen wird. Nach der Montage, das heißt nachdem die Gehäuseteile in ihre entsprechende Relativposition gebracht worden sind, wird das so vormontierte Gehäuse über den Schmelzpunkt des Lotes erwärmt, so dass sich die gewünschte elektrische und mechanische Verbindung ergibt. Dabei kann diese Lötverbindung in einem Arbeitsschritt mit dem Verlöten der elektrischen oder elektronischen Bauteile oder Komponenten auf der Trägerplatte erfolgen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich ein Ausführungsbeispiel zeigender Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt:
1 in schematischer perspektivischer Darstellung ein erfindungsgemäßes Gehäuse in Explosionsdarstellung;
2 das Gehäuse nach 1 mit angehobenem oberen Deckel.
Das in den Figuren dargestellte Gehäuse 1 betrifft ein Hochfrequenz-Steckergehäuse in Form eines Signalsplitters. Das Gehäuse 1 weist dabei einen unteren Deckel 2, einen oberen Deckel 3, eine Grundplatte 4 und einen Rahmen 5 auf.
Der untere Deckel 2 und der obere Deckel 3 bestehen im Wesentlichen aus einem nicht leitenden Leiterplattenmaterial und sind auf ihren in den Innenraum des Gehäuses 1 weisenden Flächen 6 bzw. 7 vollflächig mit einer elektrisch leitfähigen metallischen Beschichtung versehen.
Die Grundplatte 4 besteht ebenfalls aus einem nicht leitenden Leiterplattenmaterial. Jedoch sind bei der Grundplatte 4 beide Flächen 8 und 9 im Wesentlichen vollflächig metallisch leitend beschichtet.
Der Rahmen 5 ist mehrteilig ausgeführt und weist drei Rahmenteile 10, 11 und 12 auf. Die Rahmenteile 10, 11 und 12 bilden insgesamt einen im Wesentlichen geschlossenen Rahmen, der jedoch drei Ausnehmungen 13, 14 und 15 zur Aufnahme von Anschlusselementen 16, 17 und 18 in Form von Hochfrequenzsteckern aufweist. Die Rahmenbauteile 10, 11 und 12 sind aus einem nicht leitenden Leiterplattenmaterial hergestellt und auf ihren zum oberen Deckel 3 und unteren Deckel 2 weisenden Flächen jeweils metallisch leitend beschichtet.
Die Rahmenteile 10, 11 und 12 weisen den Rahmen in seiner gesamten Höhe durchgreifende Bohrungen 21 auf, deren Innenflächen metallisch derart beschichtet sind, dass eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der jeweiligen Fläche 19 und 20 hergestellt ist.
Das Gehäuse 1 weist weiter eine Trägerplatte 22 auf, die als elektrische Leiterplatte ausgebildet ist. Auf der zum oberen Deckel 3 weisenden Fläche der Trägerplatte 22 und damit im zwischen oberem Deckel 3, der Trägerplatte 22 und den Rahmenteilen 10, 11 und 12 gebildeten Innenraum 23 des Gehäuses 1 sind die bestimmungsgemäß aufzunehmenden nicht dargestellten elektrischen oder elektronischen Bauteile oder Komponenten angeordnet. Die Trägerplatte 22 ist auf ihrer zur Grundplatte 4 weisenden Fläche im Wesentlichen vollflächig metallisch leitend beschichtet. Auf ihrer zu den Rahmenteilen 10, 11 und 12 weisenden Fläche weist die Trägerplatte zumindest in den Kontaktbereichen zu den Rahmenteilen 10, 11 und 12 eine metallisch leitende Beschichtung auf.
Der untere Deckel 2, der obere Deckel 3, die Grundplatte 4, die Trägerplatte 22 und die Rahmenteile 10 und 11 weisen Montagehilfsbohrungen 24 auf, die in montiertem Zustand (vgl. insbesondere 2) derart fluchten, dass nicht dargestellte Passstifte diese Bohrungen 24 durchgreifend einsteckbar sind. In ähnlicher Weise weisen der untere Deckel 2, der obere Deckel 3, die Grundplatte 4, die Trägerplatte 22 und die Rahmenteile 10 und 11 weitere Montagehilfsbohrungen 25 kleineren Durchmessers auf, die in montiertem Zustand (vgl. insbesondere 2) derart fluchten, dass nicht dargestellte Passstifte diese Bohrungen 25 durchgreifend einsteckbar sind. Dadurch lässt sich in einfacher Weise eine genaue Relativfixierung der Gehäuseteile während der Montage erzielen.
Wie insbesondere aus 2 ersichtlich weisen die Grundplatte 4, die Trägerplatte 22 und der Rahmen 5 Ausnehmungen 14 auf, die derart ausgebildet sind, dass die Anschlusselemente 16, 17 und 18 im Wesentlichen formschlüssig zwischen die beiden Deckel 2 und 3 einbringbar sind. Die Anschlusselemente 16, 17 und 18 sind als Anlötelemente ausgebildet und weisen jeweils einen Lötstift 26 auf, der mit der Trägerplatte 22 bzw. den darauf angeordneten elektrischen oder elektronischen Bauteilen oder Komponenten elektrisch leitend verlötbar ist.
Vor oder während der Montage werden die Gehäusebauteile an ihren zueinander weisenden Kontaktflächen mit Lötpaste versehen. Nach der Montage wird das mittels der Passstifte lagefixierte Gehäuse über den Schmelzpunkt des Lotes erwärmt, wodurch sich nach dem Abkühlen eine feste und elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den Gehäusebauteilen ergibt.
Vorzugsweise erfolgt das Verlöten im so genannten Vapor-Phase-Verfahren, da die dazu notwendigen Verfahrensparameter, insbesondere die vergleichsweise niedrige Löttemperatur, eine schonende Behandlung der elektrischen oder elektronischen Bauteile oder Komponenten sicherstellen.

Claims

Gehäuse (1) zur Aufnahme elektrischer oder elektronischer Bauteile und/oder Komponenten, insbesondere Hochfrequenzkomponenten, mit mindestens einem unteren Deckel (2), mindestens einem oberen Deckel (3), mindestens einem zwischen den beiden Deckeln (2, 3) angeordneten das Gehäuse (1) nach außen im Wesentlichen abschließenden Rahmen (5) und mindestens einem den Rahmen (5) in einer Ausnehmung (13, 14, 15) im Wesentlichen durchgreifenden Anschlusselement (16, 17, 18) zum Anschluss einer Signal- und/oder Stromversorgungsleitung für die im Gehäuse (1) angeordneten elektrischen oder elektronischen Bauteile und/oder Komponenten, wobei Deckel (2, 3) und Rahmen (5) im Wesentlichen aus einem nicht leitenden Material bestehen, die in das Gehäuseinnere (23) weisenden Flächen (6, 7) der beiden Deckel (2, 3) und die zu den beiden Deckeln (2, 3) weisenden Flächen (19, 20) des Rahmens (5) zumindest bereichsweise mit einem leitenden Material beschichtet sind, und die beiden Deckel (2, 3) und der Rahmen (5) im Bereich ihrer mit leitendem Material beschichteten Flächen leitend miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (5) mehrteilig aus mindestens zwei Rahmenteilen (10, 11, 12) gebildet ist.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (5) eine Mehrzahl von im Wesentlichen nebeneinander angeordneten durchgehenden Bohrungen (21) aufweist, die sich im Wesentlichen senkrecht zu den zu den Deckeln (2, 3) weisenden Flächen (19, 20) des Rahmens (5) erstrecken und deren Innenflächen zumindest im Wesentlichen mit leitendem Material derart beschichtet sind, dass sich eine leitende Verbindung zwischen den zu den Deckeln (2, 3) des Gehäuses (1) weisenden Flächen (19, 20) des Rahmens (5) ergibt.
Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (21) in mindestens zwei Reihen nebeneinander angeordnet sind, wobei die Bohrungen (21) jeweils benachbarter Reihen zueinander versetzt sind.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Rahmen (5) im Gehäuse (1) übereinander angeordnet sind.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch mindestens eine Grundplatte (4), die zwischen dem Rahmen (5) und dem unteren Deckel (2), dem Rahmen (5) und dem oberen Deckel (3) und/oder bei mehreren Rahmen zwischen zwei Rahmen angeordnet ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch mindestens eine Trägerplatte (22), auf bzw. an der die elektrischen oder elektronischen Bauteile oder Komponenten angeordnet sind.
Gehäuse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (22) als Leiterplatte aus nicht leitendem Material ausgebildet ist und auf beiden Plattenflächen zumindest bereichsweise mit leitendem Material beschichtet ist.
Gehäuse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (22) zumindest bereichsweise zwischen dem Rahmen (5) und dem unteren Deckel (2), dem Rahmen (5) und dem oberen Deckel (3), dem Rahmen (5) und der Grundplatte (4) und/oder bei mehreren Rahmen zwischen zwei Rahmen angeordnet ist, wobei die mit dem leitenden Material beschichteten Bereiche der Trägerplatte (22) in elektrisch leitenden Kontakt mit den benachbarten Rahmen, Grundplatte und/oder Deckel gelangen.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (4) und/oder die Trägerplatte (22) zumindest bereichsweise mit durchgehenden Bohrungen versehen sind, die in Form und/oder Anordnung den Bohrungen (21) des Rahmens (5) entsprechen, wobei deren Innenflächen zumindest im Wesentlichen mit leitendem Material derart beschichtet sind, dass sich eine leitende Verbindung zwischen den zu den benachbarten Gehäuseteilen weisenden Flächen der Grundplatte und/oder der Trägerplatte ergibt.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Montagehilfsbohrungen (24; 25), die sämtliche Gehäuseteile (2, 3, 4, 5, 22) durchgreifen und jeweils so zueinander fluchten, dass jeweils ein Passstift in jede Montagehilfsbohrung (24; 25) sämtliche Gehäuseteile durchgreifend steckbar ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Gehäuseteile (2, 3, 4, 5, 22) zueinander fixierbar sind.
Gehäuse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteile (2, 3, 4, 5, 22) miteinander verschraubt sind.
Gehäuse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteile (2, 3, 4, 5, 22) miteinander verlötet sind.
Gehäuse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteile (2, 3, 4, 5, 22) mit einem elektrisch leitfähigem Klebstoff miteinander verklebt sind.